caracterização de atributos químicos e físicos de um neossolo

Transcrição

FESURV - UNIVERSIDADE DE RIO VERDE
FACULDADE DE AGRONOMIA
MESTRADO EM PRODUÇÃO VEGETAL
CARACTERIZAÇÃO DE ATRIBUTOS QUÍMICOS E FÍSICOS DE UM
NEOSSOLO QUARTZARÊNICO SOB DIFERENTES TEMPOS DE
CULTIVO COM SOJA E MILHETO
JEANDER OLIVEIRA CAETANO
Magister Scientiae
RIO VERDE
GOIÁS - BRASIL
2006
CULTIVO DE SOJA E MILHETO
Dissertação apresentada à Fesurv – Universidade de Rio
Verde, como parte das exigências do Programa de PósGraduação em Produção Vegetal, para obtenção do título
de Magister Scientiae
RIO VERDE
GOIÁS - BRASIL
2006
CULTIVO DE SOJA E MILHETO
Dissertação apresentada à Fesurv – Universidade de Rio
Verde, como parte das exigências do Programa de PósGraduação em Produção Vegetal, para obtenção do título
de Magister Scientiae
APROVADA: 28 de junho de 2006
Prof. Dr. Fábio Ribeiro Pires
(Co-orientador)
Dr. Vinícius de Melo Benites
(Co-orientador)
Prof. Dr. Renato Lara de Assis
Prof. Dr. Antônio Joaquim Braga Pereira Braz
(Membro da banca)
(Membro da banca)
Prof. Dr. Gilson Pereira Silva
(Orientador)
Aos meus pais, Selma e David,
Aos meus irmãos, Ernesto e Fabiano,
À minha amada Agda,
Dedico
ii
AGRADECIMENTOS
Seria impossível citar aqui os nomes de todos que me auxiliaram a trilhar o caminho
que tornou possível este trabalho. Porém, na tentativa lembrar de alguns, seguem os meus
agradecimentos.
Ao meu orientador, Prof. Gilson Pereira Silva, pelos ensinos e pela orientação.
Aos professores Fábio Ribeiro Pires, Renato Lara de Assis, Antonio Joaquim Braga
Pereira Braz, Carlos César Evangelista de Menezes, June Faria Scherrer Menezes, Maria
Dolores Barbosa Lima, Alberto Leão de Lemos Barroso e Maria Salete Zordan, pelos valiosos
ensinos acadêmicos.
Aos servidores José Carlos Bento, Marley Gomes de Melo e Lucélia Tavares Medeiros
do Carmo, pela assistência, disposição e amizade.
Ao professor Alberto Cargnelutti Filho, da UNESP Jaboticabal, pelo auxílio nas
análises estatísticas.
Ao pesquisador da EMBRAPA, Dr. Vinícius de Melo Benites, pelo grande auxílio nas
análises de matéria orgânica do solo; e ao estagiário dessa instituição, Ricardo Dart, pela
confecção do mapa de Neossolos Quartzarênicos.
Aos professores da Universidade Federal de Viçosa, Luiz Alexandre Peternelli, pelos
ensinamentos de estatística; e Ivo Ribeiro da Silva, por franquear o uso dos equipamentos do
Laboratório de Matéria Orgânica do Departamento de Solos.
Aos colegas Beno Wendling e Eduardo da Silva Matos, respectivamente, doutorando e
mestrando do Departamento de Solos da Universidade Federal de Viçosa, pelo auxílio na
realização das análises de matéria orgânica.
Ao meu orientador de graduação, professor da Universidade de Brasília, Adalberto
Corrêa Café Filho, que me iniciou na pesquisa científica.
À Sementes Adriana Ltda, na pessoa de seu diretor presidente Odílio Balbinotti Filho,
pelo auxílio financeiro à esta pesquisa.
Aos engenheiros agrônomos Marcelo Lemes e Rodrigo Ertel Baierle, que me
auxiliaram nas amostragens de solos e folhas e na obtenção do histórico da propriedade.
Aos colegas de mestrado: André Katsuo Shimohiro, Silvana Cristina Prando, Tatiane
Lika Hattori Rodrigues, Santiel Alves Vieira Neto, Carlo Adriano Böer, Marcos Lima do
Carmo, Waldir Franzini, Joaquim Júlio de Almeida Júnior, Gislaine Almeida Ribeiro,
Geovana Eliza Gonçalves, Shinayder Cristina Guimarães Santos, pela agradável convivência.
Às instituições que me ajudaram em minha formação: Universidade de Brasília, Fesurv
– Universidade de Rio Verde e Universidade Federal de Viçosa.
iii
BIOGRAFIA
JEANDER OLIVEIRA CAETANO, filho de Selma Carmen de Oliveira e David Caetano de
Oliveira, nasceu no dia 14 de maio de 1972, em Jataí, Goiás. Em 1991, ingressou no Curso de
Agronomia da Universidade de Brasília, graduando-se em dezembro de 1995. Iniciou o curso
de mestrado em Produção Vegetal pela FESURV - Universidade de Rio Verde, em abril de
2004 , defendendo a dissertação no dia 28 de junho de 2006.
iv
SUMÁRIO
LISTA DE TABELAS .............................................................................................................vii
LISTA DE FIGURAS ................................................................................................................ x
RESUMO .................................................................................................................................xii
ABSTRACT ............................................................................................................................xiii
INTRODUÇÃO GERAL ........................................................................................................... 1
LOCALIZAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA ............................................................ 3
HISTÓRICO DA OCUPAÇÃO DAS ÁREAS .......................................................................... 6
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..................................................................................... 11
CAPÍTULO 1
CARACTERIZAÇÃO DE ATRIBUTOS QUÍMICOS DE UM NEOSSOLO
QUARTZARÊNICO SOB DIFERENTES TEMPOS DE CULTIVO COM SOJA E
MILHETO............................................................................................................................... 12
RESUMO ................................................................................................................................. 12
ABSTRACT ............................................................................................................................. 13
1. INTRODUÇÃO.................................................................................................................... 14
2. REVISÃO DE LITERATURA ............................................................................................ 14
2.1. Neossolos quartzarênicos .................................................................................................. 14
2.2. Sustentabilidade agrícola e qualidade do solo................................................................... 16
2.3. Cultivo mínimo e sistema plantio direto............................................................................ 18
2.4. Atributos químicos do solo................................................................................................ 20
3. MATERIAL E MÉTODOS.................................................................................................. 22
3.1. Amostragem do solo.......................................................................................................... 22
3.2. Análises do solo................................................................................................................. 23
3.3. Tratamentos e delineamento experimental ........................................................................ 23
3.4. Análise estatística .............................................................................................................. 23
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO ......................................................................................... 24
4.1. pH (CaCl2), Al+3, m, H+Al, Ca+2, Mg+2, K+, V, t, T, MOS e P disponível do solo .......... 24
4.2. Fe+2, Mn+2, Cu+2 e Zn+2 do solo......................................................................................... 36
5. CONCLUSÕES .................................................................................................................... 39
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................. 39
CAPÍTULO 2
CARACTERIZAÇÃO DA MATÉRIA ORGÂNICA DE UM NEOSSOLO
QUARTZARÊNICO SOB DIFERENTES TEMPOS DE CULTIVO DE SOJA E
MILHETO............................................................................................................................... 54
RESUMO ................................................................................................................................. 54
ABSTRACT ............................................................................................................................. 55
1. INTRODUÇÃO.................................................................................................................... 56
2. REVISÃO DE LITERATURA ............................................................................................ 57
2.1. Definição e caracterização da matéria orgânica do solo.................................................... 57
2.2. Fracionamento da matéria orgânica do solo ...................................................................... 58
2.3. Efeito do manejo sobre a matéria orgânica do solo........................................................... 61
2.4. Dinâmica da matéria orgânica do solo .............................................................................. 63
2.5. Matéria orgânica como indicador da qualidade do solo .................................................... 64
3. MATERIAL E MÉTODOS.................................................................................................. 66
3.1. Amostragem do solo.......................................................................................................... 66
3.2. Carbono orgânico total e nitrogênio total do solo ............................................................. 67
3.3. Fracionamento quantitativo de substâncias húmicas e determinação de carbono e
nitrogênio.................................................................................................................................. 67
3.4. Matéria orgânica leve livre do solo ................................................................................... 68
v
3.5. Evolução de CO2 do solo................................................................................................... 68
3.6. Estoques de carbono e nitrogênio...................................................................................... 70
3.7. Tratamentos e delineamento experimental ........................................................................ 70
3.8. Análise estatística .............................................................................................................. 70
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO ......................................................................................... 71
4.1. Carbono orgânico total do solo e carbono de substâncias húmicas................................... 71
4.2. Relações entre as substâncias húmicas.............................................................................. 73
4.3. Correlações do carbono orgânico total do solo e carbono de substâncias húmicas .......... 76
4.4. Estoque de carbono do solo, substâncias húmicas e matéria orgânica leve ...................... 77
4.5. Estoque de nitrogênio do solo, substâncias húmicas e matéria orgânica leve................... 79
4.6. Relações carbono/nitrogênio e substâncias húmicas do solo ............................................ 80
4.7. Evolução de CO2 do solo................................................................................................... 82
5. CONCLUSÕES .................................................................................................................... 90
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................. 91
CAPÍTULO 3
CARACTERIZAÇÃO DE ATRIBUTOS FÍSICOS DE UM NEOSSOLO
MILHETO............................................................................................................................. 103
RESUMO ............................................................................................................................... 103
ABSTRACT ........................................................................................................................... 104
1. INTRODUÇÃO.................................................................................................................. 105
2. REVISÃO DE LITERATURA .......................................................................................... 106
2.1. Atributos físicos e manejo do solo .................................................................................. 106
2.2. Compactação do solo....................................................................................................... 107
2.3. Textura do solo ................................................................................................................ 109
2.3.1. Textura do solo e carbono orgânico total ..................................................................... 109
2.4. Densidade do solo............................................................................................................ 110
2.5. Porosidade do solo........................................................................................................... 111
2.6. Resistência do solo à penetração ..................................................................................... 112
3. MATERIAL E MÉTODOS................................................................................................ 114
3.1. Amostragem do solo........................................................................................................ 114
3.2. Textura do solo ................................................................................................................ 114
3.3. Fracionamento das partículas de areia............................................................................. 114
3.4. Densidade de partículas ................................................................................................... 115
3.5. Argila dispersa em água e grau de floculação ................................................................. 115
3.6. Densidade e porosidade do solo ...................................................................................... 115
3.7. Resistência do solo à penetração ..................................................................................... 116
3.8. Tratamentos e delineamento experimental ...................................................................... 116
3.9. Análise estatística ............................................................................................................ 117
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO ....................................................................................... 117
4.1. Análise textural e densidade de partículas....................................................................... 117
4.2. Textura do solo e carbono orgânico total ........................................................................ 119
4.3. Fracionamento de areia.................................................................................................... 120
4.4. Argila dispersa em água e grau de floculação ................................................................. 121
4.5. Densidade do solo, porosidade total e distribuição de poros por tamanho...................... 122
4.6. Resistência do solo à penetração e umidade gravimétrica do solo.................................. 127
5. CONCLUSÕES .................................................................................................................. 129
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................... 130
CONSIDERAÇÕES FINAIS ................................................................................................. 143
vi
LISTA DE TABELAS
Quantidades (kg ha-1) de N, P2O5 e K2O aplicadas anualmente, via
adubações de plantio e cobertura, para soja e milheto e produtividades
médias de soja (kg ha-1), nas áreas amostradas........................................
8
Quantidades (kg ha-1) de Zn+2, Cu+2 e Mn+2 aplicadas anualmente, via
adubações de plantio e cobertura, para soja e milheto nas áreas
amostradas................................................................................................
8
TABELA 3
Cultivares (CV), produtividade (kg ha-1) média anual de grãos (PD) e
matéria seca (Mg ha-1) de milheto (MS) nas glebas amostradas..............
9
TABELA 4
pH CaCl2, Al3+, saturação por alumínio (m), H+Al, Ca2+, Mg2+, K+,
saturação por bases (V), CTC efetiva (t), CTC pH 7,0 (T), matéria
orgânica do solo (MOS) e P disponível de um Neossolo Quartzarênico
sob diferentes tempos de cultivo de soja e milheto, em quatro
profundidades de amostragem..................................................................
25
Saturação por Ca+2 (%), Mg+2 (%) e K+ (%) na CTC potencial (T) e as
relações Ca+2/K+, Mg+2/K+ e (Ca+2+Mg+2)/K+ de um Neossolo
Quartzarênico sob diferentes tempos de cultivo de soja e milheto, em
quatro profundidades de amostragem......................................................
29
Balanço de K2O (kg ha-1) e P2O5 (kg ha-1) de um Neossolo
Quartzarênico aos 10 anos de cultivo de soja e milheto (TC10), na
profundidade de 0 a 40 cm.......................................................................
31
Estoques de K2O e P2O5, em kg ha-1, de um Neossolo Quartzarênico
sob diferentes tempos de cultivo de soja e milheto, na profundidade de
0 a 40 cm..................................................................................................
31
Teores de Fe2+, Mn2+, Cu2+ e Zn2+ de um Neossolo Quartzarênico sob
diferentes tempos de cultivo de soja e milheto, em quatro
37
Estoques de Fe+2, Mn+2, Cu+2 e Zn+2, em kg ha-1, de um Neossolo
Quartzarênico sob diferentes tempos de cultivo de soja e milheto, na
profundidade de 0 a 40 cm.......................................................................
38
Carbono orgânico total do solo (COT), carbono nas frações humina
(CH), ácidos húmicos (CAH) e ácidos fúlvicos (CAF), carbono da
matéria orgânica leve (CMOL) e matéria seca da matéria orgânica leve
(MOL) de um Neossolo Quartzarênico sob diferentes tempos de
cultivo de soja e milheto, em quatro profundidades de amostragem.......
72
TABELA 1
TABELA 2
TABELA 5
TABELA 6
TABELA 7
TABELA 8
TABELA 9
TABELA 10
vii
TABELA 11
TABELA 12
TABELA 13
TABELA 14
TABELA 15
TABELA 16
TABELA 17
TABELA 18
Distribuição em percentagem relativa de carbono das frações humina
(CH), ácidos húmicos (CAH) e ácidos fúlvicos (CAF) e carbono da
matéria orgânica leve (CMOL), em relação ao seu somatório
(CH+CAH+CAF+CMOL), em um Neossolo Quartzarênico sob diferentes
tempos de cultivo de soja e milheto, na profundidade de 0 a
40 cm........................................................................................................
73
Relações entre os teores de carbono nas frações ácidos húmicos e
ácidos fúlvicos (CAH/CAF) e entre o extrato alcalino (EA = CAH/CAF) e
o carbono na fração humina (EA/CH) de um Neossolo Quartzarênico
sob diferentes tempos de cultivo de soja e milheto, em quatro
76
Matriz com os coeficientes de correlação entre saturação por bases
(SB) e CTC pH 7,0 (T) e o carbono orgânico total do solo (COT),
carbono nas frações humina (CH), ácidos húmicos (CAH) e ácidos
fúlvicos (CAF) e carbono na matéria orgânica leve (CMOL) de um
Neossolo Quartzarênico sob diferentes tempos de cultivo de soja e
milheto, em quatro profundidades de amostragem..................................
77
Relações carbono orgânico total do solo e nitrogênio total (COT/NT),
carbono e nitrogênio nas frações humina (CH/NH), ácidos húmicos
(CAH/NAH) e ácidos fúlvicos (CAF/NAF) e carbono da matéria orgânica
leve (CMOL/NMOL) de um Neossolo Quartzarênico sob diferentes
tempos de cultivo de soja e milheto, em quatro profundidades de
amostragem..............................................................................................
81
Evolução de CO2 (g C-CO2 kg-1 solo), até 70 dias após incubação, de
um Neossolo Quartzarênico sob diferentes tempos de cultivo de soja e
milheto, em quatro profundidades de amostragem..................................
83
Coeficientes da equação logística, tempo estimado para atingir a
metade da produção máxima de CO2 (t1/2 = -b/c) e coeficientes de
determinação (R2) de um Neossolo Quartzarênico sob diferentes
tempos de cultivo de soja e milheto, em medições de evolução de CO2
até 70 dias após incubação, em quatro profundidades de amostragem...
86
Correlações de Pearson para os valores da evolução de CO2 acumulado
nos dias de avaliação com o carbono orgânico total do solo (COT),
nitrogênio total do solo (NT), saturação por bases (SB), CTC pH 7,0
(T), CTC efetiva (t), saturação por alumínio (m) e argila de um
milheto.....................................................................................................
89
Areia total, silte, argila, argila + silte, relação silte/argila e densidade
de partículas de um Neossolo Quartzarênico sob diferentes tempos de
cultivo de soja e milheto, em quatro profundidades de amostragem......
118
viii
TABELA 19
TABELA 20
TABELA 21
TABELA 22
Fracionamento da fração areia de um Neossolo Quartzarênico sob
profundidades de amostragem.................................................................
120
Argila dispersa em água e índice de floculação de um Neossolo
quatro profundidades de amostragem......................................................
121
Densidade do solo, macroporosidade, microporosidade, relação micro/
macroporosidade e porosidade total de um Neossolo Quartzarênico sob
profundidades de amostragem.................................................................
123
Índices de cone, em três profundidades, e umidade gravimétrica, em
quatro profundidades, de um Neossolo Quartzarênico sob diferentes
tempos de cultivo de soja e milheto........................................................
127
ix
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1
Distribuição de Neossolos Quartzarênicos no território brasileiro............
2
FIGURA 2
Precipitação média mensal (1996 a 2004) das áreas amostradas...............
4
FIGURA 3
Fotografia aérea com localização das glebas e respectivos pontos
amostrados nas áreas em estudo na Sementes Adriana Ltda.....................
5
FIGURA 4
Relação entre os teores de Al trocável (Al+3) e o pH CaCl2 de um
milheto, em quatro profundidades de amostragem....................................
27
Relação entre os teores de H+Al e o pH em CaCl2 de um Neossolo
quatro profundidades de amostragem........................................................
28
Relação entre pH CaCl2 e saturação por bases (V) de um Neossolo
33
Relação entre a CTC pH 7,0 (T) e a matéria orgânica do solo (MOS) de
um Neossolo Quartzarênico sob diferentes tempos de cultivo de soja e
milheto, em quatro profundidades de amostragem....................................
34
FIGURA 8
Esquema dos recipientes utilizados no ensaio para determinação de
carbono mineralizável................................................................................
69
FIGURA 9
Relações entre carbono orgânico total (COT) e carbono nas frações
humina (CH), ácidos húmicos (CAH) e ácidos fúlvicos (CAF), carbono na
matéria orgânica leve (CMOL) e o fator de recuperação do método
(CH+CAH+CAF) de um Neossolo Quartzarênico sob diferentes tempos de
cultivo de soja e milheto, em quatro profundidades de
amostragem................................................................................................
74
FIGURA 10 Estoques de carbono orgânico total (COT), carbono nas frações humina
(CH), ácidos húmicos (CAH) e ácidos fúlvicos (CAF) e carbono na matéria
orgânica leve (CMOL), na profundidade de 0 a 40 cm, de um Neossolo
Quartzarênico sob diferentes tempos de cultivo de soja e
milheto........................................................................................................
78
FIGURA 11 Estoques de nitrogênio total (NT), nitrogênio nas frações humina (NH),
ácidos húmicos (NAH) e ácidos fúlvicos (NAF) e nitrogênio na matéria
orgânica leve (NMOL), na profundidade de 0 a 40 cm, de um Neossolo
Quartzarênico sob diferentes tempos de cultivo de soja e
milheto........................................................................................................
80
FIGURA 5
FIGURA 6
FIGURA 7
x
FIGURA 12 Evolução de CO2, até 70 dias após incubação, de um Neossolo
84
FIGURA 13 Ajustes da evolução de CO2, até 70 dias após incubação, para a
profundidade de 0 a 5 cm, no Cerrado e aos 10 anos de cultivo (TC10),
utilizando-se da equação logística y = a/(1+e-(b+cx))...................................
85
FIGURA 14 Estoque de C mineralizável (C-CO2), estimado a partir da equação
logística y = a/(1+e-(b+cx)) para os 15, 30, 70 e 120 dias de incubação, na
profundidade de 0 a 40 cm de um Neossolo Quartzarênico sob
diferentes tempos de cultivo de soja e milheto..........................................
88
FIGURA 15 Relação entre a produção estimada de C-CO2 aos 120 dias e o tempo de
meia vida de C-CO2 (t1/2 = -b/c) de um Neossolo Quartzarênico sob
diferentes tempos de cultivo de soja e milheto..........................................
89
FIGURA 16 Relação entre a fração areia e as frações argila e silte de um Neossolo
quatro profundidades de amostragem........................................................ 119
FIGURA 17 Relação entre macroporosidade e microporosidade de um Neossolo
FIGURA 18 Relação entre porosidade total e densidade do solo de um Neossolo
FIGURA 19 Relação entre a resistência do solo à penetração (RP), densidade do solo
(DS) e umidade gravimétrica (UG) em um Neossolo Quartzarênico sob
diferentes tempos de cultivo de soja e milheto, em três profundidades de
amostragem................................................................................................ 128
FIGURA 20 Relação entre a resistência do solo à penetração (RP) e as variáveis
macroporosidade (Ma) e microporosidade (Mi) de um Neossolo
três profundidades de amostragem............................................................. 129
xi
RESUMO
Caetano, Jeander Oliveira, M.S., FESURV - Universidade de Rio Verde, junho de 2006.
Caracterização de atributos químicos e físicos de um Neossolo Quartzarênico sob
diferentes tempos de cultivo de soja e milheto.
Orientador: Gilson Pereira Silva. Co-orientadores: Fábio Ribeiro Pires e Vinícius de Melo
Benites. Membros da banca: Renato Lara de Assis e Antônio Joaquim Braga Pereira Braz.
A avaliação de atributos químico e físico de solos, que tiveram a vegetação original
substituída pelo cultivo de culturas anuais pode ser utilizada para verificar sua
sustentabilidade agrícola. O objetivo deste trabalho foi caracterizar o efeito do tempo de
exploração agrícola em áreas com 1, 2, 6, 8 e 10 anos de cultivo com culturas anuais (TC1,
TC2, TC6, TC8 e TC10), comparativamente a uma área de Cerrado stricto sensu, em relação
aos principais atributos químicos e físicos de um Neossolo Quartzarênico. Em outubro de
2004, foram coletadas amostras desse solo nas profundidades de 0 a 5, 5 a 10, 10 a 20 e 20 a
40 cm, em propriedades da Sementes Adriana Ltda, no município de Alto Garças (MT). Para
estas profundidades determinaram-se o pH CaCl2, os teores de Ca, Mg, K e Al trocáveis, o
H+Al, os teores disponíveis de P, Fe, Mn, Cu e Zn, formas de C e N do solo, substâncias
húmicas e matéria orgânica leve livre, a evolução de CO2, textura, densidade de partículas,
argila dispersa em água e grau de floculação. Foram calculados a CTC efetiva e a pH 7,0, a
saturação por Al e por bases, os estoques de carbono orgânico total e nitrogênio total do solo,
estoques de carbono e nitrogênio das substâncias húmicas e da matéria orgânica leve e o
estoque de C mineralizável. Nos mesmos pontos coletados anteriormente, porém nas
profundidades de 0-10, 10-20, 20-30 e 30-40 cm, foram realizadas amostragens para
densidade e porosidade do solo. Nestes pontos, mediu-se também a resistência do solo à
penetração, com penetrômetro de impacto, nas profundidades de 0-25, 26-35 e 36-45 cm. O
manejo adotado causou incremento no pH CaCl2, nos teores de Ca, Mg e K trocáveis, nos
teores disponíveis de P, Mn, Cu e Zn, na CTC efetiva e na saturação por bases, com
conseqüente redução do Al trocável, H+Al, saturação por Al e Fe disponível. O aumento do
pH CaCl2 e dos teores de Ca+2, após o TC6, e Mg+2, após o TC8, na camada de 20-40 cm,
indicam que ocorreu descida do calcário para a subsuperfície. A avaliação do estoque de K2O
no solo sugere que o K+ pode estar presente em profundidades superiores a 40 cm. O teores de
Mn+2, Cu+2 e Zn+2 não diminuíram com o aumento do pH do solo, provavelmente devido às
constantes adubações com estes elementos. A análise de distribuição do C e N, nas diferentes
frações húmicas, indica alteração significativa na qualidade da matéria orgânica ao longo do
tempo em relação ao Cerrado, quase sempre ocorrendo melhorias em sua qualidade. Este
manejo é promissor em manter ou mesmo aumentar os estoques de C e N do solo, da matéria
orgânica leve e das frações húmicas. A redução da relação CAH/CAF ao longo do período de
manejo indica uma perda seletiva das frações mais solúveis, o que reduz a qualidade do solo
pela perda desta forma de carbono. A evolução de CO2 indica que a adição de nutrientes e a
redução do Al trocável favoreceram a elevação do C mineralizável. Não ocorreu diferenciação
na porosidade total, porém houve elevação da microporosidade e resistência à penetração e
diminuição da macroporosidade do solo, quando comparados os tempos de manejo com o
Cerrado nativo. A densidade e a resistência do solo à penetração não atingiram limites
críticos. De maneira geral, o manejo adotado não interferiu negativamente nos atributos
químico e físico analisados, até 40 cm de profundidade, demonstrando que houve manutenção
da qualidade do solo e, conseqüentemente, a sua sustentabilidade agrícola, embora a análise
econômica da atividade não tenha sido considerada.
Palavras-chave: solo arenoso, cerrado, sustentabilidade, substância húmica, manejo do solo.
xii
ABSTRACT
Caetano, Jeander Oliveira, M.S., FESURV – University of Rio Verde, June 2006.
Characterization of chemical and physical attributes of a Quartzipsamment soil under
different cultivation times of soybean and millet.
Tutor: Gilson Pereira Silva. Co-tutor: Fábio Ribeiro Pires and Vinícius de Melo Benites.
Committee Members: Renato Lara de Assis and Antonio Joaquim Braga Pereira Braz.
The measure of chemical and physical attributes of soil that had the original vegetation
replaced by the cultivation of annual crops can be used to verify its agricultural sustainability.
The objective of this assignment was to characterize the effect of the time of agricultural
exploration in areas with 1, 2, 6, 8 and 10 years of cultivation with annual crops (TC1, TC2,
TC6, TC8 and TC10), comparatively to an area of native savanna, concerning the main
chemical and physical attributes of a Quartzipsamment soil. In October 2004, samples of
these soils were collected from the depths of 0-5, 5-10, 10-20 and 20-40 cm in the proprieties
of Sementes Adriana Ltda in the city of Alto Garças, MT. For these depths, soil samples were
prepared to be analyzed for pH in CaCl2, exchangeable contents of Ca, Mg, K and Al, H+Al,
available contents of P, Fe, Mn, Cu and Zn, forms of C and N of the soil, humic substances
and light organic matter, CO2 evolution, texture, particle density, clay dispersed in water and
degree of flocculation. The effective and the potential (pH 7,0) cation exchange capacity
(CEC), Al and soil base saturation, C and N stocks of soil, C and N stocks of humic
substances, C and N stocks of light organic matter and mineralizable C stock. At the same
points collected previously, although in the depths of 0-10, 10-20, 20-30 and 30-40 cm, soil
samples were made for determination of bulk density and soil total porosity. At these points,
the soil penetration resistance was also measured with impact penetrometer at the depths of
0-25, 26-35 and 36-45 cm. The soil management adopted increased the pH in CaCl2,
exchangeable contents of Ca, Mg and K, available contents of P, Mn, Cu and Zn, at effective
CEC and soil base saturation, with consequent reduction of the exchangeable Al, H+Al, Al
saturation and available Fe. The increase in pH and contents of Ca+2, after the TC6, and Mg+2,
after the TC8, at the 20-40 cm layer indicates that there was a downward movement of
limestone to the subsurface. The evaluation of the K2O stock in the soil suggests that the K+
may be present at depths over 40 cm. The contents of Mn+2, Cu+2 and Zn+2 did not decrease
with the increase of the soil pH, probably due to the constant fertilizations with these
elements. The analysis of distribution of C and N, at the different humic fractions, indicates
significant alteration in the quality of organic matter throughout time in relation to the native
savanna, nearly always having improvements in its quality. This management is promising in
maintaining or increasing the C and N stocks of soil, light organic matter and humic fractions.
The reduction in the CAH/CAF ratio over the management period indicates a selective loss of
the most soluble fractions, which reduces the quality of the soil because of the loss of this
kind of carbon. The CO2 evolution indicates that the addition of nutrients and the reduction of
the exchangeable Al favored the increase of the mineralizable C. No differentiation in the soil
total porosity occurred, however there was elevation of the microporosity and penetration
resistance and also a decrease of the soil macroporosity, when cultivation times were
compared to the native savanna. The bulk density and the penetration resistance of the soil
didn’t reach critical limits. In general, the soil management adopted did not interfere
negatively to the chemical and physical attributes analyzed, until 40 cm of depth, showing
that there was maintenance of the quality of the soil and, consequently, its agricultural
sustainability, although the economic analysis of the activity has not been considered.
Key words: sand soil, savanna, sustainability, humic substance, soil management.
xiii
INTRODUÇÃO GERAL
A região dos Cerrados compreende uma área de, aproximadamente, 200 milhões de ha
(Adámoli et al., 1987), cerca de 25 % do território brasileiro, sendo 136 milhões de hectares
propícios para a exploração agropecuária (Folle & Brandini, 1997). Dentre os solos
predominantes nessa região, estão os Latossolos, ocupando 94 milhões de ha, correspondendo
a 46 % da área do Cerrado; e os Neossolos Quartzarênicos (RQ) ocupando 30 milhões de ha,
correspondendo a 15 % da área do Cerrado (Adámoli et al., 1987; Resck et al., 1991) (Figura
1) e, representando ainda, 16 % da área de solos nos trópicos (Giller, 2001).
Segundo relato de Aidar & Kluthcouski (2003), os solos dos Cerrados, até a década de
60, eram cultivados com arroz de sequeiro, feijão, milho, mandioca e pastagem nativa; nos
primeiros anos da década de 70, a introdução da Brachiaria sp. proporcionou melhorias
consideráveis na pecuária da região, sendo comum o plantio do arroz de sequeiro, cultivado
após o desmatamento por um a três anos, implantando-se as pastagens de Brachiaria sp. logo
em seguida. Além dos cultivos tradicionais, a partir da década de 70, iniciou-se a produção e
ampliação de áreas de cultivo com grãos potencialmente exportáveis, principalmente a soja.
Com a incorporação de novas tecnologias, que tornaram possível a exploração dos
solos dos Cerrados, as melhores áreas de pastagens foram convertidas em lavouras de soja.
Esta cultura foi implantada principalmente em Latossolos, de textura argilosa a média, pois
eram mais favoráveis ao plantio e desenvolvimento da cultura.
A utilização do Sistema Plantio Direto (SPD) promoveu a estabilidade da produção da
soja nessas áreas e, recentemente, com o aumento dos preços da soja no mercado
internacional, favoreceu a elevação dos preços dessas terras. Em razão dessas modificações do
cenário econômico e fundiário, as áreas de RQ, anteriormente ocupadas pela pecuária
extensiva, passaram a ser, principalmente a partir da safra 2002/2003, incorporadas ao
processo produtivo da soja.
Com o crescente aumento das áreas agrícolas, os atributos físico, químico e biológico
dos solos têm sido modificados, sendo necessário que a pesquisa verifique estas mudanças,
especificamente para a região dos Cerrados e para os RQ. Em relação ao manejo de RQ,
existem poucos estudos, encontrando-se disponíveis apenas conhecimentos teóricos e
experiências de profissionais e de produtores (Zancanaro, 2003b), comprovando a necessidade
de pesquisas sobre o assunto. Além do mais, deve-se buscar compreender se a exploração
agrícola intensiva desses solos é sustentável.
1
Figura 1: Distribuição de Neossolos Quartzarênicos no território brasileiro. Fonte: Embrapa
Solos.
2
Recentemente, algumas regiões produtoras de grãos e/ou sementes vêm utilizando os
RQ em explorações agrícolas intensivas, na região dos Cerrados, e, dentre elas, destaca-se a
Sementes Adriana Ltda, pelo manejo adotado há cerca de 10 anos. Nas áreas de propriedade
desta empresa, utiliza-se, atualmente, o SPD para a cultura de soja em produção de sementes e
grãos no verão, e da cultura do milheto (Pennisetum glaucum) como planta de cobertura, e
para produção de grãos e sementes.
O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do tempo de exploração agrícola em áreas
de produção da empresa Sementes Adriana Ltda, comparativamente com uma área de Cerrado
nativo do tipo stricto sensu, em relação aos principais atributos químico e físico de um RQ.
LOCALIZAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA
A área em estudo é de propriedade da Sementes Adriana Ltda, localizada na Serra da
Petrovina, município de Alto Garças, no sul do estado de Mato Grosso, cujas coordenadas
geográficas são: latitude 16o 50' 34,4'' S e longitude 53o 50' 23,2'' W, e altitude de 748 m,
sendo 700 m a altitude média da região.
A classificação climática da região é do tipo Aw (tropical estacional de savana) na
classificação de Köppen (Couto et al., 2000). De 1996 a 2004, a precipitação média anual foi
de 1.827 mm (Figura 2). A temperatura média anual da região é de 23,3 oC, observando-se um
declínio pouco sensível nos meses de junho a agosto (Campelo Júnior. et al., 1990), com o
período chuvoso de setembro/outubro a abril/maio e período seco nos demais meses (Couto et
al., 2000).
As amostragens foram realizadas em um Neossolo Quartzarênico - RQ (Embrapa,
1999b) da região do Cerrado. Selecionou-se esta propriedade porque de seus 32.000 ha, 80 %
são ocupados pelos RQ. Os teores médios de argila, silte e areia das áreas estudadas são,
respectivamente, 82,22 g kg-1; 51,53 g kg-1 e 866,25 g kg-1. Foram amostradas cinco glebas
sob diferentes tempos de cultivo (1, 2, 6, 8 e 10 anos) e uma sob Cerrado natural (Figura 3).
Os RQ da região são naturalmente álicos e foram originados principalmente do produto
da meteorização dos arenitos da Formação Botucatu, localizados no Planalto Setentrional da
Bacia do Paraná e encontravam-se, originalmente, sobre cobertura vegetal de savana arbórea
aberta ou campo cerrado (Brasil, 1983).
3
Figura 2. Precipitação média mensal (1996 a 2004) das áreas amostradas. Fonte: Sementes
Adriana Ltda.
4
P recipitação, m m
0
25
50
75
100
125
150
175
200
225
250
275
300
325
350
375
400
425
450
475
500
525
Janeiro
1996
Fevereiro
Março
1997
Abril
1998
Maio
1999
Meses
Junho
2000
Julho
2001
Agosto
Setembro
2002
Outubro
2003
Novembro
2004
Dezembro
TC1
CERRADO
TC10
TC2
TC8
TC6
Figura 3. Fotografia aérea com localização das glebas e respectivos pontos amostrados nas
áreas em estudo na Sementes Adriana Ltda. Fonte: Google Earth (2006). TC1, TC2,
TC6, TC8 e TC10 - sistemas de cultivo com 1, 2, 6, 8 e 10 anos, respectivamente.
5
HISTÓRICO DA OCUPAÇÃO DAS ÁREAS
Cerrado nativo
A condição de Cerrado nativo é do tipo stricto sensu, com árvores de médio a grande
porte. Esta área se apresentava sem qualquer cultivo, sendo as queimadas da vegetação a única
atividade antrópica observada na área, fato comum em áreas de reserva de Cerrado na região e
que também foram realizadas nas demais glebas, antes da conversão para lavoura. A área
ocupada pelo Cerrado nativo foi utilizada como testemunha da condição original em que se
encontrava a área em estudo, com localização definida pelas coordenadas geográficas: latitude
16º 57' 07'' S e longitude 53º 47' 13,1'' W, altitude de 704 m, declividade média de 0,38 cm m-1
e área de 2.000 ha.
Histórico das áreas cultivadas
Estudou-se um RQ sob diferentes tempos de cultivo com culturas anuais. Foram
selecionadas glebas que apresentavam 1, 2, 6, 8 e 10 anos de implantação das culturas. Para
cada tempo de cultivo, selecionou-se uma gleba representativa da área por meio do histórico
de produtividade. No momento da coleta das amostras de solo, todos os perfis sob uso agrícola
encontravam-se em plantio direto e utilizavam o milheto como planta de cobertura.
Para padronização das avaliações, as amostragens foram realizadas em áreas
exclusivamente convertidas para lavouras, a partir da derrubada e queima do Cerrado. A
limpeza das áreas, aplicações de calcário e épocas destes manejos serão descritas nos tópicos
a seguir, para cada uma das glebas. A calagem nas áreas foi realizada para elevar os teores de
Ca+2 e Mg+2 a níveis adequados (Sousa & Lobato, 2002b) e não apenas para atingir
determinada saturação por bases (Zancanaro, 2003b). Após qualquer distribuição de calcário
ou gesso, na abertura das glebas ou nos anos seguintes, antes do plantio da soja, realizou-se a
semeadura do milheto.
Na abertura das áreas, no primeiro ano de cultivo, fez-se uso de grades aradoras de 32,
28 e 22 polegadas para limpeza da área e incorporação de calcário. Após este preparo inicial,
realizou-se a semeadura a lanço de milheto e, a partir desta abertura, até o ano de 2001,
utilizou-se da grade leve de 22 polegadas, bem fechada, para incorporação das sementes de
milheto, constituindo-se, assim, em um sistema de cultivo mínimo (CM).
6
A partir de 2002, passou-se a utilizar um correntão para incorporação das sementes de
milheto. Nesta prática, utilizam-se dois tratores arrastando uma corrente, com anéis de 1,5
polegada e 40 m de comprimento, para incorporar as sementes de milheto logo após a
semeadura a lanço, ou para tombar as mesmas plantas, ao fim de seu ciclo, facilitando a
ressemeadura.
Também, a partir de 2002, em algumas das áreas do estudo, utilizou-se da
sobressemeadura. Nesta prática, a distribuição das sementes de milheto é feita por aeronave
agrícola, quando a soja começa o amarelecimento de suas folhas, 25 a 30 dias antes da
colheita.
Com o uso dessas tecnologias, correntão e sobressemeadura, passa-se a utilizar o
sistema plantio direto (SPD), com revolvimento do solo apenas no sulco de semeadura.
Porém, no ano de 2003, todas as áreas amostradas receberam subsolagem a 40 cm de
profundidade.
Nas áreas amostradas, realizou-se o cultivo de soja no verão, para produção de
sementes e grãos; no inverno, procurou-se mantê-las cobertas constantemente com o milheto,
cultivado como planta de cobertura e para produção de grãos e sementes. O milheto foi
semeado em duas épocas: após a colheita da soja, no final do período chuvoso (fevereiro a
maio) e no início do período chuvoso (setembro a novembro). Em algumas safras, não se
realizava nova semeadura na primavera (segunda época). As plantas de milheto da primeira
época eram derrubadas com o correntão para promover a germinação de suas sementes.
A utilização de fertilizantes minerais foi generalizada e realizada de acordo com
recomendações técnicas preconizadas pela Fundação MT, necessárias à produção de soja e
milheto (Zancanaro, 2003b). Nessas áreas não foram efetuadas fosfatagens, apenas uma
adubação na base com maior quantidade de fósforo (Tabela 1) e também não foram feitas
adubações com ferro.
Ressalta-se que essa propriedade utiliza discos de 30 polegadas em suas semeadoras,
para a aplicação do adubo, 12 cm abaixo da semente e cerca de 17 cm de profundidade total,
com o objetivo de propiciar maior aprofundamento do sistema radicular das culturas.
As adubações com N, P2O5 e K2O, no plantio e em cobertura, foram realizadas para a
obtenção de altas produtividades da cultura da soja (Tabela 1), o mesmo critério foi seguido
para as adubações com os micronutrientes Zn+2, Cu+2 e Mn+2 (Tabela 2).
Diversas cultivares de milheto foram semeadas desde a safra 1994/1995 nas áreas
estudadas, produzindo grãos e/ou sementes e resíduos culturais (Tabela 3).
7
Tabela 1. Quantidades (kg ha-1) de N, P2O5 e K2O aplicadas anualmente, via adubações de
plantio e cobertura, para soja e milheto e produtividades médias de soja (kg ha-1),
nas áreas amostradas
Tempo
de cultivo
03/04
02/03
01/02
00/01
99/00
TC10
TC8
TC6
TC2
TC1
19,2
19,2
19,2
26,3
26,3
16,6
16,6
16,6
28,1
23,0
23,0
23,0
11,7
11,7
14,7
8,7
11,7
14,7
TC10
TC8
TC6
TC2
TC1
136,8
136,8
136,8
165,3
205,3
111,0
111,0
111,0
166,2
149,4
149,4
149,4
88,2
88,2
102,5
P2O5
73,9
98,0
88,2
113,9
102,5
156,8
TC10
TC8
TC6
TC2
TC1
162,0
162,0
162,0
138,0
204,0
115,2
115,2
115,2
163,2
132,0
132,0
132,0
140,4
140,4
140,4
113,4
113,4
113,4
98/99
97/98
96/97
95/96
94/95
11,0
14,3
17,6
8,5
9,1
0,0
0,0
0,0
0,0
103,8
94,4
72,0
72,0
64,0
94,0
162,0
156,0
102,0
102,0
120,0
72,0
N
K2O
102,0
138,0
180,0
Produtividade da soja
TC10 2.814,00 3.555,60 3.510,00 2.784,00 3.727,80 2.240,40 2.537,40 2.139,00 2.826,60 2.281,20
TC8 2.522,40 4.129,80 3.415,20 3.174,00 3.315,00 3.136,20 2.673,60 2.102,40
TC6 3.473,40 3.788,40 4.240,20 3.558,60 3.109,80 1.900,20
TC2 3.658,80 3.853,20
TC1 1.573,20
Fonte: Sementes Adriana Ltda.
TC1, TC2, TC6, TC8 e TC10 – áreas com 1, 2, 6, 8 e 10 anos de cultivo, respectivamente.
Tabela 2. Quantidades (kg ha-1) de Zn+2, Cu+2 e Mn+2 aplicadas anualmente, via adubações de
plantio e cobertura, para soja e milheto nas áreas amostradas
Tempo de
cultivo
03/04
02/03
01/02
00/01
99/00
96/97
95/96
94/95
Zn
1,75
1,40
1,75
1,58
2,28
2,52
2,10
3,38
Cu+2
1,72
0,90
0,12
0,73
1,35
1,75
1,78
1,13
Mn+2 1,35
0,72
0,90
0,41
0,54
0,60
0,60
1,35
+2
Zn
1,75
1,40
1,75
1,58
2,21
2,94
2,94
3,38
TC8
Cu+2
1,72
0,90
0,12
0,73
1,35
1,75
2,50
1,13
Mn+2 1,35
0,72
0,90
0,41
0,00
0,00
0,60
1,35
+2
Zn
1,75
1,40
1,75
1,73
2,84
3,78
TC6
Cu+2
1,72
0,90
0,12
0,71
1,35
1,75
Mn+2 1,35
0,72
0,90
0,27
0,00
0,00
Zn+2
2,80
1,96
TC2
Cu+2
1,73
1,42
Mn+2 0,75
0,48
Zn+2
2,80
TC1
Cu+2
1,73
Mn+2 0,75
3,00
1,00
1,20
3,00
1,00
1,20
+2
TC10
8
98/99
97/98
Tabela 3. Cultivares (CV), produtividade (kg ha-1) média anual de grãos (PD) e matéria seca
(Mg ha-1) de milheto (MS) nas glebas amostradas
Tempo
de
cultivo
CV
03/04
PD
MS
CV
02/03
PD
MS
CV
01/02
PD
MS
CV
00/01
PD
MS
CV
99/00
MS
CV
98/99
MS
CV
97/98
MS
CV
96/97
MS
CV
95/96
MS
CV
94/95
MS
TC10
ADR
500
295
7,0
ADR
500
94
4,0
BRS
1501
--
4,0
BRS
1501
367
5,0
BN
2
3,5
BN
2
3,5
BN
2
3,5
BN
2
3,5
BN
2
3,5
BN
2
3,5
TC8
ADR
300
160
5,0
BN
2
--
3,5
BN
2
--
3,5
BN
2
200
3,5
BN
2
3,5
BN
2
3,5
BN
2
3,5
BN
2
3,5
TC6
ADR
300
582
6,0
ADR
500
582
7,0
BRS
1501
389
5,0
BN
2
270
4,0
BN
2
3,5
BN
2
3,5
TC2
ADR
500
443
7,0
BN
2
--
3,5
TC1
ADR
500
315
6,0
TC1 - área com um ano de cultivo (Lote 473 - Esquilo)
Nessa gleba, com 305,64 ha, localizada nas coordenadas geográficas: latitude
16º 57' 32,05'' S e longitude 53º 42' 30,7'' W e altitude de 703 m, declividade média de 1,24
cm m-1, após a derrubada e queima do Cerrado, no ano de 2003, efetuou-se a calagem, com a
aplicação de 3,5 Mg ha-1 de calcário calcítico (PRNT = 50 %), incorporado por grade com
disco de 32 polegadas, mais 3,5 Mg ha-1 de calcário calcítico (PRNT = 50 %), incorporado
com grade de 28 polegadas, e mais 3,0 Mg ha-1 de calcário dolomítico (PRNT = 80 %),
incorporado com grade leve de 22 polegadas, totalizando a aplicação de 10 Mg ha-1 de
calcário.
TC2 - área com dois anos de cultivo (Lote 455 - Tapejara)
Com localização definida pelas coordenadas geográficas: latitude 16º 54' 12,3'' S e
longitude 53º 50' 20,9'' W e altitude de 686 m, declividade média de 0,45 cm m-1 e área de
169,15 ha, procedeu-se, nessa área, no ano de 2002, a aplicação de calcário da mesma forma
que foi realizada na área anterior (TC1).
TC6 - área com seis anos de cultivo (Lote 96 - Morro das Araras)
Com localização definida pelas coordenadas geográficas: latitude: 16º 52' 29,5'' S e
longitude: 53º 47' 53,2'' W e altitude de 706 m, declividade média de 7,16 cm m-1 e área de
9
49,90 ha, procedeu-se nessa área, no ano de 1998, a aplicação de 3,5 Mg ha-1 de calcário
dolomítico (PRNT = 80 %), incorporado por grade com disco de 32 polegadas, 1,5 Mg ha-1 de
calcário dolomítico (PRNT = 80 %), incorporado com grade leve de 22 polegadas no ano de
1999, e mais 2,5 Mg ha-1 de calcário calcítico (PRNT = 50 %), incorporado com grade leve de
22 polegadas no ano de 2001, totalizando a aplicação de 7,5 Mg ha-1 de calcário.
TC8 - área com oito anos de cultivo (Lote 52 - Mata III)
140,33 ha, procedeu-se, nessa área, no ano de 1996, a aplicação de 2,5 Mg ha-1 de calcário
dolomítico (PRNT = 80 %) incorporado por grade com disco de 32 polegadas; outras duas
calagens foram realizadas com 1,2 e 1,3 Mg ha-1 de calcário dolomítico (PRNT = 80 %), nos
anos de 1997 e 1999, respectivamente; e nos anos de 2000 e 2002, realizaram-se,
respectivamente, calagens com 3,0 e 2,5 Mg ha-1 de calcário calcítico (PRNT = 50 %); sendo
as quatro últimas doses de calcário incorporadas por grade com disco de 22 polegadas,
totalizando a aplicação de 10,5 Mg ha-1 de calcário.
TC10 - área com dez anos de cultivo (Lote 29 - Mata I)
199,90 ha, nessa área efetuou-se, no ano de 1994, a aplicação de 5,0 Mg ha-1 de calcário
calcítico (PRNT = 50 %), incorporado por grade com disco de 32 polegadas; no ano de 1995
o procedimento foi repetido. Em 1996, aplicou-se, superficialmente, 0,3 Mg ha-1 de gesso e
em 1998 e 1999, aplicou-se, respectivamente, 0,15 Mg ha-1 e 0,2 Mg ha-1 de magnesita na
superfície do solo. No ano de 2001, aplicou-se 2,0 Mg ha-1 de calcário dolomítico (PRNT = 80
%); e em 2002, aplicou-se 2,0 Mg ha-1 de calcário calcítico (PRNT = 50 %) mais 2,0 Mg ha-1
de calcário dolomítico (PRNT = 80 %). Em 2001 e 2002, utilizou-se, para a incorporação do
calcário, uma grade leve com disco de 22 polegadas , totalizando a aplicação de 16 Mg ha-1 de
calcário.
10
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cerrados. In: GOEDERT, W.J. (Ed.). Solos dos cerrados: tecnologias e estratégias de
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pesquisa de soja. Rondonópolis: Fundação MT, 2003. p. 206-218. v.7.
11
CAPÍTULO 1
CARACTERIZAÇÃO DE ATRIBUTOS QUÍMICOS DE UM NEOSSOLO
QUARTZARÊNICO SOB DIFERENTES TEMPOS DE CULTIVO COM SOJA E
MILHETO
RESUMO
O uso de Neossolos Quartzarênicos (RQ), na região do Cerrado, com o plantio de
culturas anuais não tem sido indicado. Estes solos possuem menor estabilidade de produção
ao longo dos anos, quando comparado aos Latossolos. Conseqüentemente, as áreas com este
cultivo precisam ser submetidas à avaliação de sustentabilidade agrícola. Este trabalho teve
por objetivo avaliar o efeito do tempo de exploração agrícola em áreas com 1, 2, 6, 8 e 10
anos de cultivo (TC1, TC2, TC6, TC8 e TC10), comparativamente com uma área de Cerrado
stricto sensu, em relação aos seus principais atributos químicos. Em outubro de 2004, foram
coletadas amostras nas profundidades de 0-5, 5-10, 10-20 e 20-40 cm, em áreas de
propriedade da Sementes Adriana Ltda, em Alto Garças, MT. Determinou-se o pH CaCl2; a
matéria orgânica; os teores de Ca, Mg, K e Al trocáveis; o H+Al e os teores disponíveis de P,
Fe, Mn, Cu e Zn. Calculou-se a CTC efetiva e a pH 7,0, a saturação por Al e por bases. Para a
análise dos resultados, considerou-se um delineamento inteiramente casualizado, com os
fatores tempo de cultivo e profundidade com quatro repetições. O manejo adotado no RQ, ao
longo do tempo de cultivo, causou incremento no pH CaCl2, nos teores de Ca, Mg e K
trocáveis, nos teores disponíveis de P, Mn, Cu e Zn, na CTC efetiva e a pH 7,0 e na saturação
por bases, com conseqüente redução do Al trocável, H+Al, Fe disponível e saturação por Al.
O aumento do pH CaCl2 e dos teores de Ca+2, após o TC6, e Mg+2, após o TC8, na camada de
20-40 cm, indicam que houve descida destas bases até esta profundidade. A avaliação do
estoque de K2O no solo sugere que o K+ pode estar presente em profundidades superiores a 40
cm. Os teores de Mn+2, Cu+2 e Zn+2 não diminuíram com o aumento do pH do solo,
provavelmente devido às constantes adubações com estes nutrientes. Os atributos químicos
analisados, até 40 cm de profundidade, demonstraram a melhoria da qualidade do solo com o
tempo de uso agrícola, em relação ao Cerrado.
Palavras-chave: manejo do solo, nutriente do solo, solo arenoso, cerrado, sustentabilidade.
12
CHARACTERIZATION OF CHEMICAL ATTRIBUTES OF A
QUARTZIPSAMMENT SOIL UNDER DIFFERENT CULTIVATION TIME OF
SOYBEAN AND MILLET
ABSTRACT
The use of Quartzipsamment soil in the region of the Brazilian savanna with the
cultivation of annual crops has not been indicated. These soils have minor production stability
over the years, when compared to the Oxisols. Consequently, the areas subjected to this
cultivation need to be submitted to the evaluation of agricultural sustainability. The aim of
this assignment was to evaluate the effect of the time of agricultural exploration in areas with
1, 2, 6, 8 and 10 years of cultivation (TC1, TC2, TC6, TC8 and TC10), comparatively to an
area of native savanna, concerning its main chemical attributes. In October 2004, samples of a
Quartzipsamment soil were collected at the depths of 0-5, 5-10, 10-20 and 20-40 cm, in areas
that belong to Sementes Adriana Ltda in the city of Alto Garças, MT. The pH in CaCl2,
organic matter, exchangeable contents of Ca, Mg, K and Al, H+Al and available contents of
P, Fe, Mn, Cu and Zn were determined. The effective and the potential (pH 7,0) cation
exchange capacity (CEC) and the Al and soil base saturation were calculated. For result
analysis, a completely randomized delineation was considered, with the factors time of
cultivation and depth with four repetitions. The soil management adopted, throughout the
cultivation time, increased the pH CaCl2, exchangeable contents of Ca, Mg and K, available
contents of P, Mn, Cu and Zn, effective and potential CEC and soil base saturation, and
decreased exchangeable Al, H+Al, available Fe and Al saturation. The increase in pH and
contents of Ca+2, after the TC6, and Mg+2, after the TC8, at the depth of 20-40 cm, indicates
downward movement of these bases until this depth. The evaluation of K2O stock in the soil
suggests that K+ can be present in depths over 40 cm. The contents of Mn+2, Cu+2 and Zn+2
did not decrease with the increase of soil pH, probably due to the constant fertilizations with
these nutrients. The analyzed chemical attributes, until 40 cm depth, showed the improvement
of the quality of the soil with the time of agricultural use, in relation to the native savanna.
Key words: soil management, soil nutrients, sand soil, savanna, soil quality.
13
1. INTRODUÇÃO
A crescente demanda interna por alimentos e a necessidade de exportação de produtos
agrícolas têm contribuído para o surgimento de uma agricultura cada vez mais impactante ao
meio ambiente (Wendling, 2003), aliado a este fato, a evolução dos preços das terras
brasileiras tem causado a conversão de áreas com solos frágeis para o cultivo agrícola, como
as ocupadas por Neossolos Quartzarênicos (Spera et al., 1999b).
Os Neossolos Quartzarênicos (RQ) são caracterizados por apresentarem textura arenosa
e franco-arenosa, com baixos teores de matéria orgânica (Brasil, 1983). São originados,
principalmente, de arenitos ou sedimentos arenosos não consolidados, apresentam baixa
fertilidade, são muito permeáveis, mal estruturados e com limitações ao uso agrícola, pela
baixa capacidade de retenção de água e alta suscetibilidade à erosão (Macedo, 1994; Spera et
al., 1999b).
O manejo adotado em propriedades agrícolas deve ser submetido à avaliação de
sustentabilidade, principalmente em solos arenosos, já que trabalhos desenvolvidos nestes são
escassos, devido ao curto espaço de tempo de uso intensivo para culturas anuais.
O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do tempo de exploração agrícola em áreas
de produção da empresa Sementes Adriana Ltda, comparativamente com uma área de Cerrado
nativo do tipo stricto sensu, em relação aos principais atributos químicos de um RQ.
2. REVISÃO DE LITERATURA
2.1. Neossolos quartzarênicos
Os solos classificados como Neossolos Quartzarênicos (RQ) (Embrapa, 1999b)
constituem aqueles que apresentam teor de argila menor que 15 %, num perfil de 200 cm de
profundidade; correspondem à classe Quartzipsamments da Soil Taxonomy (Soil Survey Staff,
2003) e da classe Arenosols na classificação do sistema FAO-UNESCO (Adámoli et al.,
1987). São resultantes da decomposição de arenitos, quartzitos e depósitos sedimentares
recentes, continentais e costeiros (Reatto et al., 2001). São solos jovens, pouco evoluídos,
profundos, não apresentam horizonte B diagnóstico e nem organização estrutural definida no
horizonte C, sendo que neste predomina o caráter maciço poroso, ocorrendo ainda uma alta
relação macro/microporos, o que favorece bastante a movimentação vertical de solutos; são
14
originalmente pobres em argila e em matéria orgânica (Gomes & Spadotto, 2004); além disso,
contém baixa quantidade de nutrientes e saturação por bases, acidez de elevada a média e são
álicos (Reatto et al., 2001).
Apesar dos RQ possuírem uso limitado para lavouras anuais, principalmente em
relação à sua grande susceptibilidade à erosão, sendo indicados apenas para preservação de
flora e fauna, reflorestamento, pastagens e culturas perenes (Castro Filho & Muzilli, 1999;
Chiapinotto et al., 2000; Spera et al., 2001; Oliveira et al., 2003), isto é, utilizados com
espécies que mantenham o solo permanentemente coberto, o seu uso tem sido intensificado e,
inclusive, incentivado em algumas regiões (Zancanaro, 2003b).
Os RQ são encontrados, geralmente, em áreas planas com baixas declividades, são
profundos e têm baixa adsorção de P (Villani et al., 1993), mas apesar disso, possuem
limitações que causam dificuldades em seu manejo. Além do baixo teor de argila, sua
capacidade de retenção de água, CTC e quantidade de matéria orgânica também são baixas
(Reatto et al., 2001), enquanto a suscetibilidade à erosão e a lixiviação de nutrientes são altas.
Devido a esses problemas, esses solos possuem uma menor estabilidade de produção ao longo
dos anos, sendo agravada nos primeiros anos de plantio de soja (Zancanaro, 2003b).
Mesmo com essas limitações, existem práticas de manejo que diminuem esses efeitos e,
dessa forma, aumentam a estabilidade de produção nessas áreas, através da alteração de seus
atributos. Por exemplo, através da melhoria em seus atributos químicos (uso adequado da
calagem, aplicação de fertilizantes e aumento do teor de matéria orgânica) e físicos (aumento
da retenção de água). Esta melhoria deve ocorrer de forma conjunta, porque a capacidade do
solo em promover o crescimento vegetal é uma função expressa pela integração entre atributos
físicos, químicos e biológicos (Lal, 1999; Eltz, 2000; Flores et al., 2000; Jorge et al., 2003).
No Brasil, as regiões de ocorrência de solos arenosos, como o sudoeste do estado do
Rio Grande do Sul (Acosta et al., 2000b; Nicoloso et al., 2000; Amado et al., 2001;
Suertegaray et al., 2001); norte e noroeste do estado do Paraná, na região do Arenito Caiuá
(Castro Filho & Muzilli, 1999; Araújo et al., 2004), nordeste brasileiro (Monteiro, 1995) e
Cerrado (Cunha & Santos, 1990; Ker et al., 1992; Spera et al., 1999b), têm tido problemas
com arenização e desertificação, independentemente do clima e da fertilidade natural (Spera
et al., 1999b).
No Rio Grande do Sul, extensas áreas desses solos, em regiões com médias anuais de
chuvas próximas a 1.500 mm e bem distribuídas, formam a maior área de contínua
desertificação do Centro-Sul, em decorrência de 20 anos de uso de lavouras de soja e
pastagem (Carvalho, 1994). Aproximadamente, um milhão de hectares da região Sudoeste do
Rio Grande do Sul é constituído pelos Neossolos Quartzarênicos Órticos e, em conseqüência
15
de sua fragilidade, os solos dessa região têm sofrido uma aceleração no processo de
arenização com o comprometimento da capacidade produtiva de muitas áreas (Chiapinotto et
al., 2000; Hübner et al., 2000).
No Paraná, os solos originários do arenito Caiuá ocupam, aproximadamente, três
milhões de hectares (Embrapa, 1984) e uma das causas da degradação desses solos é a erosão
eólica (Klamt, 1994).
A região de Gilbués (PI) é hoje a maior área de desertificação do Brasil, ocupando
cerca de 1.800 km2 (Matallo, 1995). Esse problema também vem ocorrendo na região Norte,
em São Félix do Jalapão (TO), onde predominam solos areno-quartzosos (Corrêa, 1997).
Todos os estados do Nordeste enfrentam o problema da desertificação, com exceção do
Maranhão (Monteiro, 1995).
Diversas áreas do Cerrado, onde predominam solos arenosos, estão sendo utilizadas
inadequadamente para lavouras, pecuária e reflorestamento, apresentando potencial para se
transformarem em áreas desertificadas (Ker et al., 1992; Spera et al., 1999b).
2.2. Sustentabilidade agrícola e qualidade do solo
A Sociedade Americana de Agronomia define sustentabilidade como as práticas de
manejo do solo e cultivos de culturas que não degradam ou danificam a qualidade ambiental,
dentro ou fora do local estudado, e sem, eventualmente, reduzir o potencial do rendimento das
culturas em conseqüência da prática escolhida ou que cause a degradação de qualquer recurso
não-renovável deste ou de outros locais (Sssa, 2001).
Segundo Larson & Pierce (1994), a sustentabilidade agrícola é um conceito
multidimensional que envolve a estabilidade da produção e do lucro, a proteção e melhoria
dos recursos naturais básicos (bióticos e abióticos) e mesmo a manutenção da ordem social.
Um critério básico da sustentabilidade é manter a agricultura o menos dependente
possível dos recursos não-renováveis e conservar, ao máximo, os recursos naturais (Francis &
Youngberg, 1990; Weid, 1994), além de satisfazer as necessidades do produtor (Gomez et al.,
1996).
Avaliar se um sistema de produção é sustentável ou não, ou qual o grau de
sustentabilidade desse sistema, é algo extremamente complexo, já que envolve uma grande
variedade de processos que devem ser observados sob diferentes aspectos (Souza et al.,
2003b).
Considerando que o solo é um sistema aberto, mantido em equilíbrio dinâmico por
fluxos naturais de entradas e saídas (Azevedo et al., 1996; Kliemann & Buso, 2002), pode-se
16
certamente afirmar que a qualidade do solo é um componente crítico da agricultura
sustentável (Souza et al., 2003b). Doran & Parkin (1996) afirmam que a melhor maneira de se
avaliar a sustentabilidade de um sistema de produção é medir o seu impacto na qualidade do
solo.
O termo qualidade do solo é relativamente novo, surgido no início dos anos 90, e
engloba o conceito de produzir sem degradar. Doran & Parkin (1994) conceituaram qualidade
do solo como sendo a capacidade do solo funcionar dentro dos limites de um ecossistema,
sustentando a produtividade biológica, mantendo a qualidade do meio ambiente e
promovendo a saúde das plantas e dos animais.
A qualidade do solo é definida pela maior parte das funções do solo e representa,
segundo Larson & Pierce (1991), um composto de seus atributos físico, químico e biológico:
(i) conservação, armazenamento e liberação de água para plantas e subsolo; (ii) retenção e
liberação de nutrientes e outros produtos químicos; (iii) promoção e sustentação do
crescimento radicular; (iv) manutenção de condições bióticas favoráveis ao desenvolvimento
vegetal; (v) resposta ao manejo e (vi) resistência à erosão.
A qualidade do solo, sendo um estado funcional complexo, não pode ser medida
diretamente, mas pode ser inferida por indicadores calculados a partir de atributos
mensuráveis (Islam & Weil, 2000). Estes indicadores devem ser quantificados para avaliar se
o manejo atual está contribuindo para a melhoria, degradação ou manutenção da qualidade
(Larson & Pierce, 1994; Santana et al., 2002).
Se variações espaciais e temporais da qualidade do solo mostram que as estratégias
atuais levam a um manejo sustentável, não é necessário mudar para outra alternativa de
manejo. Contudo, se a degradação da qualidade do solo é evidenciada, é aconselhável passar
por um processo de planejamento para implementar práticas alternativas de manejo, que
possam melhorar a qualidade do solo, que sejam benéficas ao meio ambiente e lucrativas
(Santana & Bahia Filho, 1998).
Para cada indicador, é necessário estabelecer um limite para separar a condição
sustentável da não-sustentável. A menos que esse limite seja estabelecido para cada indicador,
não será possível identificar uma situação de sustentabilidade de uma que não é (Santana et
al., 2002).
O atributo considerado indicador de mudanças na qualidade deve ser bem
correlacionado com as funções desempenhadas pelo solo, capaz de elucidar os processos do
ecossistema, compreensível e útil para o agricultor e de mensuração fácil e barata (Conceição
et al., 2002), além de ter a capacidade de ser sensível às variações do manejo, numa escala de
tempo que permita a verificação de suas alterações (Islam & Weil, 2000). Preferencialmente,
17
devem ser mensurados a campo ou em condições que reflitam a real função que
desempenham no ecossistema (Doran & Parkin, 1996).
Na avaliação da qualidade do solo, pode-se selecionar algumas de suas propriedades
que são consideradas como atributos indicadores (Doran & Parkin, 1994). Para Islam & Weil
(2000), os indicadores podem ser distinguidos em três grandes grupos: os efêmeros, cujas
alterações ocorrem em curto prazo de tempo ou são modificados pelas práticas de cultivo
(umidade do solo, densidade, pH, disponibilidade de nutrientes); os permanentes, que são
próprios do solo (profundidade, camadas restritivas, textura, mineralogia); e, entre esses dois
extremos, estão os indicadores intermediários que possuem uma crítica influência na
capacidade do solo desempenhar suas funções no ecossistema. Para esses autores, os
indicadores intermediários são os de maior importância para avaliar a qualidade do solo, com
destaque à agregação, atividade microbiana, carbono orgânico ativo e carbono orgânico total.
Desde as primeiras discussões a respeito de qualidade do solo, inúmeras linhas de
avaliação têm sido propostas. Dentre elas destacam-se aquelas que consideram a necessidade
de um conjunto numeroso de atributos químicos, físicos e biológicos do solo para a obtenção
de um índice de qualidade (Larson & Pierce, 1991; Doran & Parkin, 1994; Larson & Pierce,
1994; Syers et al., 1995). Em oposição a esta, existem também aquelas que consideram que
um número reduzido de atributos-chave, como a matéria orgânica do solo (MOS), pode
expressar, eficientemente, a qualidade do solo (Karlen et al., 1992; Gregorich et al., 1994;
Karlen et al., 1994).
Além disso, o levantamento do histórico das áreas de uma propriedade, em correlação
com os indicadores da qualidade do solo, é de fundamental importância para analisar a
sustentabilidade do manejo adotado (Lal, 1999).
2.3. Cultivo mínimo e sistema plantio direto
O preparo conservacionista do solo, representado principalmente pelo sistema plantio
direto (SPD) e cultivo mínimo (CM), caracteriza-se pela ausência quase que completa de
revolvimento e pelo preparo parcial do solo, respectivamente (Leite et al., 2004a). Assim,
enquanto o plantio convencional (PC) consiste no máximo revolvimento do solo, através de
aração, seguido por duas gradagens ou o uso intenso de grades pesadas como implemento do
preparo primário, o CM é aquele em que as operações de revolvimento são reduzidas em
relação ao PC, tendo-se, como exemplo, a escarificação, a título de preparo primário, seguido
por uma gradagem niveladora (Medeiros, 1995). No CM permanecem, na superfície dos
solos, resíduos da cultura anterior protegendo o solo do impacto direto da gota de chuva.
18
O SPD é uma prática conservacionista indicada para as condições dos Cerrados,
principalmente quando associado à rotação de culturas. O SPD apresenta, em relação ao PC,
devido à manutenção de resíduos vegetais na superfície do solo e apenas com a mobilização
do solo na linha de plantio, melhoria dos atributos químicos, como CTC, fornecimentos de
nutrientes e incremento de matéria orgânica (Acosta et al., 2000a). A sua adoção tem
viabilizado a implantação de sistemas de produção que possibilitam maior eficiência
energética e conservação ambiental, tornando-se a base da sustentabilidade dos solos (Amado
et al., 2002; Assis, 2002; Mielniczuk, 2004).
O SPD tem tido bons resultados em solos arenosos (Reinert & Eltz, 1997; Marchezan,
1998; Rheinheimer et al., 1998; Zancanaro, 2003b; Zancanaro, 2003a; Abreu et al., 2004). A
vantagem dos solos arenosos é que, apesar de suas modificações de qualidade serem mais
intensas e rápidas, os benefícios de sistemas que incluem bastante aporte de matéria orgânica e
pouca mobilização, como no caso do SPD, são mais acentuados quando comparados a solos
argilosos (Reinert & Eltz, 1997).
No Rio Grande do Sul (Reinert & Eltz, 1997; Acosta et al., 2000a; Chiapinotto et al.,
2000) e Paraná (Marun, 1996; Cunha et al., 1999; Sambatti et al., 2003; Araújo et al., 2004), o
uso e manejo inadequados de solos arenosos, como os RQ, tornaram improdutivas extensas
áreas ocupadas por estes solos. O uso do SPD nestes solos permitiu ter-se uma nova
perspectiva para os mesmos: a de produzir sem degradar.
Principalmente para os solos arenosos, devem-se utilizar meios que auxiliem na
melhoria de seus atributos e que diminuam a sua degradação. Diante da necessidade do uso da
rotação de culturas no SPD, privilegiando o uso de plantas de cobertura, buscam-se práticas
que visem ao sistema como um todo e não apenas a cultura da soja (Zancanaro, 2003b). Isso
pode ser obtido pela adubação antecipada de plantas de cobertura, como o milheto.
Braz et al. (2004) demonstraram que o milheto BN2 possui grande capacidade de
absorção de nutrientes, pois foi a gramínea que mais acumulou nutrientes no limbo foliar e em
menor tempo, seguido pelos capins mombaça e braquiária. Estes autores observaram, assim
como Dalla Rosa (1981), que o nitrogênio e o potássio foram os nutrientes mais reciclados
pelo milheto. O uso de novas variedades de milheto, como o ADR300 e ADR500, com
produtividades acima de 19 Mg ha-1 de matéria seca, quando comparados com o BN2 que
atingiu 8,12 Mg ha-1 (Vieira Neto et al., 2005), podem reciclar mais nutrientes para a cultura
subseqüente.
No Brasil, o milheto tem sido semeado em duas épocas, como citado a seguir
(Bonamigo, 1999; Scaléa, 1999). De fevereiro a abril, o plantio é feito com semeadoras ou a
lanço, em pós-colheita ou sobressemeadura, antes da colheita da soja. Nesta época, a cultura
19
pode ou não vir a produzir grãos, dependendo do momento do plantio. Em qualquer caso, a
palhada é importante na cobertura do solo, sendo, normalmente, reforçada pela reinfestação
da área, logo nas primeiras chuvas, que provocam a germinação de eventuais sementes
remanescentes no solo após a colheita do milheto. De agosto a outubro, faz-se o plantio a
lanço ou com semeadoras, ocorrendo a germinação com as primeiras chuvas. O milheto, nesta
época, é semeado como cultura para a produção de massa, pois se faz a dessecação entre
outubro e dezembro, e, em seguida, a semeadura direta da cultura de verão.
2.4. Atributos químicos do solo
Os solos da região dos Cerrados são ácidos, altamente intemperizados e pobres em
nutrientes (Sousa & Lobato, 2002a) e a introdução de culturas comerciais, como a soja, no
sistema de produção desta região requer algumas melhorias nos atributos químicos destes
(Sousa et al., 1993). Além do excesso de acidez, a alta toxidez de Al+3 e os baixos teores de
Ca+2 e Mg+2 são características da maioria dos solos sob vegetação de Cerrados. Como
conseqüência, as plantas são pouco desenvolvidas e seu sistema radicular é pouco vigoroso,
limitando o aproveitamento de água e fertilizantes adicionados ao solo (Sousa et al., 1993). A
correção da acidez se faz necessária para se obter melhores produtividades das culturas e
menores perdas de adubo (Sousa et al., 1985), pois as plantas de soja têm boas condições de
assimilação de nutrientes tais como fósforo, potássio e nitrogênio no intervalo de pH de 5,5 a
6,0 (Sousa et al., 1993).
Quanto à quantidade de calcário a ser aplicada, deve-se observar os valores da
saturação por bases (V), pois Sousa & Lobato (1996) relataram que, na região dos Cerrados, a
produção de grãos de soja aumentou com a saturação por bases até 40 %, estabilizando-se
entre os valores de 40 e 60 % e apresentando decréscimo de produção de grãos quando a
saturação por base foi maior que 60 %.
Apesar de não ser necessária a aplicação de nitrogênio na cultura da soja, devido a
fixação biológica, fato que oneraria bastante o seu custo de produção, é de grande importância
propiciar condições favoráveis para sua maior fixação pela leguminosa, como a correção de
pH (Sousa et al., 1985), sendo de grande importância a aplicação do calcário.
Assim como para o Ca+2 e Mg+2, a disponibilidade de P nos solos de Cerrado em
condições naturais é baixa, sendo necessária a aplicação de grandes quantidades do elemento
para manter sua disponibilidade adequada às plantas cultivadas, tornando-se um dos mais altos
investimentos na prática da agricultura comercial (Sousa et al., 2002). No SPD, por causa da
localização dos fertilizantes adicionados e das menores perdas por erosão, há maior
20
acumulação de nutrientes na superfície, especialmente de P, que pode apresentar teores até 10
vezes superiores em relação às camadas subsuperficiais (Muzilli, 1983).
Apesar das limitações no cultivo de soja nos RQ, estes, segundo alguns autores
(Reinert & Eltz, 1997; Zancanaro, 2003b), podem produzir tanto quanto os melhores solos ou
até serem mais produtivos do que os argilosos (Villani et al., 1993; Novais, 1996; Bedin et al.,
2003). Isto ocorre devido a difusão de P nesses solos ser mais facilitada do que nos argilosos
(Villani et al., 1993), ao maior efeito tamponante dos solos argilosos (Muniz et al., 1985;
Novais, 1996) e à menor fixação do P pelos solos arenosos (Mesquita et al., 2004). E, além
disso, no SPD, onde o revolvimento do solo ocorre somente na linha de plantio, há menor
contato do P aplicado com os sítios de adsorção do solo, aumentando a sua disponibilidade
(Rheinheimer et al., 1998; Mielniczuk, 2004).
Diferentemente do P, que tem baixa mobilidade no solo, o potássio apresenta-se nos
solos na forma catiônica (K+), como sais de alta solubilidade, o que, devido à baixa CTC dos
solos de Cerrado, favorece suas perdas por lixiviação, sendo que este elemento necessita de
reposição a partir de adubações, pois mantém baixa reserva mineral nestas condições (Vilela
et al., 2002).
Em relação aos micronutrientes, que são tão necessários ao desenvolvimento das
culturas quanto os macronutrientes, Galrão (2002) cita que cobre e zinco são naturalmente
deficientes nos solos do Cerrado, mas após correção por adubação tem prolongado efeito
residual. Relata, ainda, que ferro e manganês ocorrem naturalmente nos solos de Cerrado,
sendo que para o ferro não há sugestão para nível crítico (Galrão, 2002; Kliemann et al.,
2003), tendo, em alguns casos, excesso em solos arenosos (Cunha, 1985).
O aumento do pH do solo pode causar redução na disponibilidade de micronutrientes,
com conseqüente reflexo no teor absorvido (Sousa et al., 1993; Pauletti, 1998). Entretanto,
com a adição das doses de calcário recomendadas pela pesquisa, o pH deve ficar entre 5,5 e
6,0, ou a saturação por bases (V) entre 35 e 50 %, parece não haver problemas de
disponibilidade (Sousa et al., 1993). Com V maior do que 50 %, o pH do solo será superior a
6,3, e, nesta situação, poderá induzir à deficiência destes elementos, principalmente para o
Fe+2 e Mn+2, que apresentam pequeno efeito residual (Lopes, 1999).
No SPD ocorre acumulação de nutrientes na camada superfícial do solo (Muzilli, 1983;
Centurion et al., 1985; Rheinheimer et al., 1998) pela contínua aplicação de fertilizantes numa
pequena profundidade, aliada à deposição superficial dos resíduos culturais (Rheinheimer &
Kaminski, 1996), que ali permanecem pelo não-revolvimento do solo (Tognon et al., 1997). O
N e C, na sua maior proporção, fazem parte da MOS (Kliemann & Malavolta, 1993) e estes
também têm sua quantidade aumentada com o SPD ao longo dos anos (Buso & Kliemann,
21
2003; D’andréa et al., 2004).
Após a correção dos atributos químicos do solo e com o emprego do SPD, incluindo
gramíneas e leguminosas com alta produção vegetativa em rotação de culturas, ocorre
elevação dos estoques de matéria orgânica do solo (Buso & Kliemann, 2003; Mielniczuk,
2004). A calagem dessas áreas, além de elevar o pH do solo, aumenta a CTC (Mielniczuk,
2004), auxiliada pelo maior nível de MOS (Silva et al., 1994b). Geralmente, o aumento da
CTC reflete-se na maior retenção de Ca+2, Mg+2 e K+ e no aumento da saturação por bases,
especialmente nas camadas superficiais onde se concentra a maior quantidade de MOS
(Mielniczuk, 2004).
Essa proporcionalidade entre CTC e MOS tem efeito mais pronunciado nos solos
arenosos. Como nestes solos a perda de matéria orgânica é maior, ocorre maior predisposição
ao processo de lixiviação de cátions. Assim, sua sustentabilidade depende, mais do que nos
demais tipos de solos, de um aumento gradativo dos teores de carbono no solo, que pode ser
obtido com a utilização de constante cobertura vegetativa do solo (Acosta et al., 2000a).
3. MATERIAL E MÉTODOS
3.1. Amostragem do solo
Para as análises químicas do solo foram coletadas amostras deformadas, no período
entre 11 e 16 de outubro de 2004, antes do plantio da soja, na safra 2004/05. Todos os locais
amostrados foram georreferenciados com o uso de um GPS Garmin EMAP76S com precisão
de 15 m (Figura 3).
Foram coletadas amostras em quatro profundidades (0 a 5, 5 a 10, 10 a 20 e 20 a 40
cm). A amostragem foi feita na entrelinha do último plantio de soja (safra 2003/2004). A
coleta das amostras foi realizada em uma microtrincheira, utilizando-se de enxadão para as
profundidades de 0 a 5 cm e 5 a 10 cm e de trado holandês para 10 a 20 cm e 20 a 40 cm. Para
compor uma amostra composta foram coletadas 20 subamostras em um raio de 200 m ao redor
de cada repetição, com 4 repetições por área amostrada. A distância entre as repetições variou
conforme cada uma das áreas e distribuída de forma que fosse melhor representativa da
mesma.
22
3.2. Análises do solo
As amostras de solo foram acondicionadas em sacos plásticos e transportadas para o
Laboratório de Análises de Solos e Folhas da Fesurv - Universidade de Rio Verde, secas ao ar,
destorroadas e passadas por peneira com malha de 2 mm.
Analisaram-se a acidez ativa (pH em CaCl2); a matéria orgânica; os teores de Ca, Mg,
K e Al trocáveis; a acidez potencial (H+Al) e os teores disponíveis de P, Fe, Mn, Cu e Zn,
segundo metodologia proposta por Embrapa (1999a). Com os resultados, calculou-se a CTC
efetiva (t), a CTC a pH 7 (T) e a saturação por bases (V) e por Al+3 (m).
3.3. Tratamentos e delineamento experimental
Embora não tenha havido um desenho experimental clássico, com casualização de
tratamentos (tempo de cultivo e solo), as diferenças entre locais cultivados e aquele nãocultivado foram atribuídas ao tempo e ao sistema de cultivo. Esta é uma situação
freqüentemente encontrada na literatura agronômica em comparações de locais cultivados e
não-cultivados (Tiessen et al., 1983; Fernandes et al., 1999; Tokura et al., 2002; Assis &
Lanças, 2003).
O experimento foi estabelecido no delineamento inteiramente casualizado em esquema
fatorial 6 x 4, com quatro repetições. Os tratamentos foram constituídos pela combinação de
seis tempos de adoção do sistema de cultivo (Cerrado nativo, sistema de cultivo com um ano
(TC1), sistema de cultivo com dois anos (TC2), sistema de cultivo com seis anos (TC6),
sistema de cultivo com oito anos (TC8) e sistema de cultivo com 10 anos (TC10)), isto em
quatro profundidades de amostragem (0-5, 5-10, 10-20 e 20-40 cm), totalizando 24
tratamentos.
3.4. Análise estatística
O efeito dos tempos de cultivo do solo sobre os seus atributos químicos e para cada
profundidade foram avaliados pela análise de variância e as médias comparadas pelo teste de
Tukey, ao nível de 5 % de probabilidade, utilizando-se o programa GENES (Cruz, 2001).
Todos esses atributos foram, quando pertinentes, submetidos à análise de correlação
entre si e com os atributos da matéria orgânica e física do solo, utilizando-se o programa
Statistica (Statsoft Inc., 1990).
23
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.1. pH (CaCl2), Al+3, m, H+Al, Ca+2, Mg+2, K+, V, t, T, MOS e P disponível do solo
Os valores médios de pH variaram de 3,99 na profundidade de 0 a 5 cm no Cerrado a
6,34 na profundidade de 10 a 20 cm no TC10 (Tabela 4). De acordo com os limites citados
por Sousa & Lobato (2002a), observou-se, a partir do TC1, valores de pH CaCl2 altos (5,6 a
5,8) a muito altos (≥ 5,9), principalmente. Parte-se de um pH muito baixo, prejudicial ao
desenvolvimento das culturas, no caso do Cerrado, a outro muito alto que também pode ter
este efeito após o TC1.
Os maiores valores do pH ocorreram no TC10 e são, provavelmente, devido à maior
quantidade de calcário utilizado e também ao maior tempo de reação do mesmo em relação às
demais áreas (Tabela 4). Como grande parte do calcário aplicado apresenta baixo PRNT (50
%) e, quanto menor este valor maior seu efeito residual (Alcarde, 1992), isto deve ter afetado
diretamente o pH do solo ao longo do tempo. A época de aplicação do calcário foi quase
sempre logo após a abertura, em todas as áreas, e nas mais novas o calcário pode estar ainda
em processo de reação.
Já no TC1 e TC2, o pH do solo é significativamente maior em relação ao Cerrado até
aos 20 cm de profundidade (Tabela 4), apesar do, relativamente, pouco tempo de reação do
calcário. A partir do TC6, isto ocorre em todo o perfil amostrado, pois são observados valores
de pH significativamente mais altos na camada de 20 a 40 cm.
A calagem, em doses superiores às necessárias à correção da camada arável, também
proporciona correção de camadas do subsolo, conforme demonstrado por Quaggio et al.
(1982a; 1982b; 1993). Foram utilizadas doses elevadas de calcário, pois a calagem neste RQ
visou, para a cultura da soja, aos teores adequados de Ca+2 e Mg+2 (Sousa & Lobato, 2002b) e
não a saturação por bases recomendada para a região dos Cerrados (Zancanaro, 2003b).
Os mecanismos ou reações que permitem a correção da acidez do subsolo pela
calagem em excesso ainda não são totalmente esclarecidos (Caires et al., 2000; Quaggio,
2000; Lopes et al., 2004). A formação e a migração de Ca(HCO3)2 e Mg(HCO3)2 para
camadas mais profundas de solo constituem uma possível explicação (Oliveira & Pavan,
1996). Também é possível que ocorra deslocamento mecânico de partículas de calcário
através de canais formados por raízes mortas, mantidos intactos em razão da ausência de
preparo do solo (Pavan, 1994).
Além disso, a calagem em excesso, com a movimentação de Ca+2 e Mg+2 no solo e a
redução do Al+3 no subsolo, também podem estar relacionadas com o mecanismo de
24
Tabela 4. pH CaCl2, Al3+, saturação por alumínio (m), H+Al, Ca2+, Mg2+, K+, saturação por
bases (V), CTC efetiva (t), CTC pH 7,0 (T), matéria orgânica do solo (MOS) e P
disponível de um Neossolo Quartzarênico sob diferentes tempos de cultivo de soja
e milheto, em quatro profundidades de amostragem
Prof.
cm
Cerrado
TC1
Tempo de cultivo
TC6
pH CaCl2
A
a
5,58 A
a
A
a
5,70 A
a
AB a
5,76 B
a
C
b
5,41 AB
a
Al 3+, cmolc dm-3
B
b
0,10 B
a
B
b
0,10 B
a
B
b
0,10 B
a
B
a
0,10 C
a
m, %
B
b
2,85 B
b
B
b
3,68 B
ab
BC b
3,68 BC
ab
B
a
6,40 E
a
H+Al, cmolc dm-3
BC c
1,05 BC
a
B
b
1,07 BC
a
B
ab
0,77 C
a
B
a
0,60 C
a
Ca2+, cmolc dm-3
A
a
2,10 A
a
B
ab
1,79 B
ab
A
b
2,04 A
a
BC c
1,26 A
b
Mg2+, cmolc dm-3
B
a
1,05 A
a
C
b
0,66 B
b
B
ab
0,51 AB
b
B
c
0,20 AB
c
K+ , cmolc dm-3
AB a
0,29 A
a
AB b
0,19 A
b
AB c
0,06 ABC c
A
c
0,03 A
c
V, %
AB a
76,52 AB
a
B
b
71,02 B
a
C
c
77,22 AB
a
C
d
70,97 A
a
-3
t, cmolc dm
B
a
3,54 A
a
C
a
2,75 BC
b
B
b
2,72 A
b
B
c
1,60 A
c
T, cmolc dm-3
B
a
4,49 AB
a
BC a
3,72 BC
ab
B
ab
3,39 B
b
B
b
2,10 B
c
MOS, g kg-1
A
a
13,52 A
a
BC a
11,84 AB
a
B
b
9,12 AB
b
A
b
5,16 A
c
P disponível, mg dm-3
B
a
13,56 B
a
B
a
10,59 BC
ab
BC b
6,44 B
b
A
b
0,74 A
c
TC2
0-5
5-10
10-20
20-40
3,99
4,04
4,09
4,14
B
B
C
C
a
a
a
a
5,59
5,84
5,38
4,25
A
A
B
C
ab
a
b
c
5,87
6,10
5,85
4,44
0-5
5-10
10-20
20-40
1,08
0,90
0,88
0,75
A
A
A
A
a
b
b
b
0,10
0,10
0,15
0,45
B
B
B
B
b
b
b
a
0,10
0,10
0,10
0,43
0-5
5-10
10-20
20-40
91,26
92,23
94,59
95,67
A
A
A
A
b
b
ab
a
2,99
2,61
6,76
35,55
B
B
B
C
c
c
b
a
3,40
3,95
5,29
45,40
0-5
5-10
10-20
20-40
4,17
3,34
2,97
2,43
A
A
A
AB
a
b
bc
c
1,44
1,53
3,13
2,93
B
B
A
A
b
b
a
a
0,88
1,43
1,61
2,10
0-5
5-10
10-20
20-40
< 0,01
< 0,01
< 0,01
< 0,01
B
C
B
C
a
a
a
a
2,12
3,19
1,57
0,64
A
A
A
ABC
b
a
b
c
2,03
1,90
1,35
0,37
0-5
5-10
10-20
20-40
0,06
0,04
0,03
0,02
C
D
C
B
a
a
a
a
0,95
0,79
0,40
0,15
A
AB
B
AB
a
a
b
c
0,55
0,36
0,37
0,11
0-5
5-10
10-20
20-40
0,04
0,03
0,02
0,01
D
D
C
A
a
a
a
a
0,18
0,14
0,08
0,03
C
BC
A
A
a
b
c
d
0,28
0,18
0,08
0,04
0-5
5-10
10-20
20-40
2,38
2,18
1,65
1,37
C
C
E
D
a
a
a
a
69,42
71,36
39,58
22,32
B
B
D
C
a
a
b
c
76,62
63,44
52,96
20,03
0-5
5-10
10-20
20-40
1,18
0,97
0,92
0,78
C
D
C
B
a
a
a
a
3,36
4,21
2,21
1,27
AB
A
AB
AB
a
a
b
c
2,96
2,54
1,89
0,94
0-5
5-10
10-20
20-40
4,27
3,42
3,02
2,47
AB
C
B
B
a
ab
bc
c
4,70
5,64
5,18
3,75
AB
A
A
A
b
a
ab
c
3,74
3,87
3,40
2,62
0-5
5-10
10-20
20-40
12,21
8,11
6,53
5,10
A
C
B
A
a
b
bc
c
11,92
13,76
10,96
6,11
A
A
A
A
ab
a
b
c
11,00
9,87
7,28
5,52
0-5
5-10
10-20
20-40
1,35
0,99
0,74
0,39
C
D
C
A
a
a
a
a
12,26
8,11
7,54
1,45
B
C
B
A
a
ab
b
c
15,69
13,05
4,98
1,37
TC8
TC10
5,65
5,77
5,69
5,05
A
A
B
B
a
a
a
b
5,96
6,11
6,34
5,76
A
A
A
A
ab
ab
a
b
0,10
0,10
0,10
0,14
B
B
B
C
a
a
a
a
0,05
0,05
0,05
0,05
B
B
B
C
a
a
a
a
2,63
3,07
3,88
10,40
B
B
BC
D
b
b
b
a
1,40
1,47
1,93
2,88
B
B
C
E
a
a
a
a
1,16
1,27
0,94
1,16
BC
B
C
C
a
a
a
a
0,78
0,59
0,54
0,65
C
C
C
C
a
a
a
a
2,34
2,13
1,78
0,83
A
B
A
AB
a
a
a
b
2,33
2,29
1,88
1,31
A
B
A
A
a
a
ab
b
1,09
0,90
0,67
0,36
A
A
A
A
a
b
c
d
0,97
0,94
0,68
0,36
A
A
A
A
a
a
b
c
0,28
0,13
0,04
0,03
AB
C
BC
A
a
b
c
c
0,24
0,15
0,04
0,04
B
ABC
BC
A
a
b
c
c
76,33
71,40
72,77
51,24
AB
B
B
B
a
a
a
b
81,89
84,94
82,97
72,30
A
A
A
A
a
a
a
b
3,82
3,26
2,59
1,36
A
AB
A
AB
a
b
c
d
3,59
3,43
2,65
1,75
A
A
A
A
a
a
b
c
4,87
4,43
3,43
2,37
A
B
B
B
a
a
b
c
4,33
3,97
3,13
2,35
AB
BC
B
B
a
ab
bc
c
11,91
11,83
7,85
4,87
A
AB
B
A
a
a
b
c
11,51
10,86
8,09
5,11
A
B
B
A
a
a
b
c
12,37
10,81
4,55
2,87
B
BC
BC
A
a
a
b
b
40,89
35,71
16,72
1,09
A
A
A
A
a
b
c
d
Médias seguidas pela mesma letra, maiúsculas na horizontal e minúsculas na vertical, não diferem
estatisticamente entre si pelo teste Tukey a 5 % de probabilidade. TC1, TC2, TC6, TC8 e TC10 – áreas com 1, 2,
6, 8 e 10 anos de cultivo, respectivamente.
25
lixiviação proposto por Miyazawa et al. (1996), por meio da formação de complexos
orgânicos hidrossolúveis presentes nos restos das plantas, que também causam a correção do
pH em subsuperfície. Na camada superficial do solo, os ligantes orgânicos (L) complexam o
Ca+2 do solo, formando complexos CaL0 ou CaL-. A alteração da carga de Ca2+ facilita a sua
mobilidade no solo. Na camada subsuperficial, o cálcio dos complexos orgânicos é deslocado
pelo alumínio trocável do solo, porque os íons Al3+ formam complexos mais estáveis do que
Ca2+, diminuindo a acidez trocável e aumentando o Ca2+. Reações semelhantes também
ocorrem para Mg2+.
Também, esta alta adição de calcário e fertilizantes nitrogenados leva à redução da
acidez em profundidade, em razão da absorção de nitrato e exsudação de OH- e HCO3- pelas
raízes (Raij et al., 1988). Todos esses processos podem ter sido auxiliados pela incorporação
mecânica deste calcário, que atinge até 25 cm de profundidade, com a utilização de grade
pesada com discos de 32 polegadas.
Os teores médios de Al3+ variaram entre 0,05 cmolc dm-3 (até 40 cm no TC10) a 1,08
cmolc dm-3 (0 a 5 cm no Cerrado) (Tabela 4). Os valores médios da saturação por alumínio
(m) variaram de 1,40 %, na camada de 0 a 5 cm do TC10, a 95,67 %, na camada de 20 a 40
cm no Cerrado (Tabela 4).
Os teores de Al3+ e m, em relação ao Cerrado, até à profundidade 40 cm, foram
significativamente reduzidos desde o TC1 (Tabela 4). De acordo com os limites citados por
Alvarez et al. (1999), o Cerrado apresenta teores médios de Al3+ (0,51 a 1,00 cmolc dm-3), que
após correção inicial, foram reduzidos para muito baixos (≤ 0,20 cmolc dm-3). Para a
profundidade de 20 a 40 cm, seus valores são reduzidos no TC1 e TC2 em relação ao Cerrado,
em seguida, sofrem nova redução a partir do sexto ano, ocorrendo semelhança estatística entre
o TC6, TC8 e TC10. Para a m não ocorreu esta semelhança, mas como Sousa & Lobato
(2002b) consideram que o seu valor máximo tolerado pela soja é de 20 %, o solo, nesses anos,
não apresentou este valor crítico.
A redução nos teores de Al+3 e da m a partir do TC6 ocorreu até aos 40 cm de
profundidade, provavelmente devido ao maior pH observado nesta profundidade em relação
aos demais anos e, também, ao maior tempo entre a aplicação inicial de calcário e a
amostragem. Isto deve ter contribuído para a formação de uma frente alcalinizante no perfil
do solo, reduzindo o Al trocável em profundidade (Gatiboni et al., 2003), o que é corroborado
pelos maiores valores de Ca+2, em subsuperfície, nestes anos (Tabela 4).
Isso pode significar que não existe uma barreira química ao desenvolvimento do
sistema radicular das plantas cultivadas mais sensíveis a este elemento (Lopes, 1996;
Quaggio, 2000) até aos 40 cm de profundidade. Isto pode beneficiar o crescimento e o
26
desenvolvimento do sistema radicular das culturas, pois reduz os riscos com veranicos
(Resende et al., 1996), especialmente nesses solos arenosos.
Em pH CaCl2 maior que 5,21, o teor de Al3+ foi praticamente nulo (Figura 4), fato
também relatado por Furtini Neto et al. (2001). Os valores são inferiores a 0,15 cmolc dm-3 já
a partir do TC1, pois, com a aplicação do calcário, este já deve ter precipitado o Al3+ na forma
de Al(OH)3 (Nachtigall & Vahl, 1989; Furtini Neto et al., 2001). A variação nos teores de
alumínio trocável foi altamente influenciada pelo pH CaCl2 (Figura 4), sendo esta tendência
semelhante às relatadas por Cambri & Alleoni (2003), Pereira et al. (1998) e Nachtigall &
Vahl (1989).
Os teores de H+Al variaram de 0,54 na camada de 10 a 20 cm no TC10 a 4,17 cmolc
dm-3 na camada de 0 a 5 cm no Cerrado (Tabela 4). Para os teores de H+Al ocorreram
decréscimos significativos entre os tempos de uso do solo. Até o TC2, as diferenças foram
mais evidentes até 20 cm de profundidade, após este manejo, os decréscimos atingiram a
camada de 20 a 40 cm. A aplicação de calcário causou a redução de H+Al de maneira
uniforme para todas as profundidades, a partir do TC6.
A acidez potencial mede o teor de H e Al trocáveis e o H covalente do solo (Lopes &
Guidolin, 1992), presentes em maior quantidade no solo da área do Cerrado, representando
sua acidez original. Esta acidez prejudicaria o desenvolvimento da cultura a ser implantada,
mas a calagem conseguiu substituir este H+Al por Ca2+ e Mg2+, nutrientes que otimizam o
crescimento das culturas (Furtini Neto et al., 2001).
6
5
Al+3 , cmolc dm-3
4
3
2
Al+3 = 1 / (-14,96 + 3,99 pH CaCl2)
r2 = 0,92***
1
0
-1
3,8 4,0 4,2 4,4 4,6 4,8 5,0 5,2 5,4 5,6 5,8 6,0 6,2 6,4 6,6 6,8
pH CaCl2
Figura 4. Relação entre os teores de Al trocável (Al+3) e o pH CaCl2 de um Neossolo
Quartzarênico sob diferentes tempos de cultivo de soja e milheto, em quatro
profundidades de amostragem. *** - p < 0,001.
27
O pH atinge o valor 7,0 e a T o seu valor máximo quando os teores de H+Al são
totalmente neutralizados (Quaggio, 2000). Isto pode ser comprovado principalmente no TC10,
pois o pH se aproxima bastante deste valor e a acidez potencial possui valores inferiores a
0,78 cmolc dm-3 (Tabela 4). Como esta acidez é a mais prejudicial ao crescimento da maioria
das plantas, deve ser corrigida em sua maior parte (Lopes, 1990).
A variação dos teores de H+Al, como observado para o Al+3, apresentou estreita
relação com o pH do solo em CaCl2 (Figura 5). Apesar de serem métodos diferentes, alguns
autores obtiveram relações semelhantes entre os teores de H+Al e o pH SMP (Quaggio, 1983;
Nachtigall & Vahl, 1989; Sousa et al., 1989; Pereira et al., 1998; Sambatti et al., 2003).
Com a metodologia de determinação utilizada, não foi possível detectar os teores de
Ca+2 no solo sob Cerrado desde a superfície até 40 cm de profundidade (Tabela 4), mas, já a
partir do TC1, observaram-se valores de Ca2+ acima de 1,5 cmolc dm-3 até 20 cm. Este é o
valor do limite inferior para o nível adequado (Sousa & Lobato, 2002a). Para a camada de 20
a 40 cm não se nota uma tendência definida de aumento dos teores de Ca2+ a partir da abertura
da área, mas do TC6 ao TC10 os aumentos são significativos em relação ao Cerrado.
Os teores de Mg+2 foram inferiores a 0,5 cmolc dm-3 no solo da área do Cerrado, que
são baixos de acordo com Sousa & Lobato (2002a) (Tabela 4). A partir do TC1, são
observados teores de Mg+2 acima deste limite, que são adequados de acordo com estes
autores. Para a camada de 20 a 40 cm somente ocorreu aumento no TC8 e TC10 em relação
ao Cerrado.
O aumento do pH e dos teores de Ca+2, após o TC6, e Mg+2, após o TC8, na camada de
6
5
H+Al, cmolc dm-3
H+Al =1 / (-1,20 + 0,37 pH CaCl2)
4
r2 = 0,69***
3
2
1
0
3,8 4,0 4,2 4,4 4,6 4,8 5,0 5,2 5,4 5,6 5,8 6,0 6,2 6,4 6,6 6,8
pH CaCl2
Figura 5. Relação entre os teores de H+Al e o pH em CaCl2 de um Neossolo Quartzarênico
sob diferentes tempos de cultivo de soja e milheto, em quatro profundidades de
amostragem. *** - p < 0,001.
28
20 a 40 cm (Tabela 4), embora menos intensos que nas camadas superficiais, mostram que o
calcário aplicado atingiu camadas subsuperficiais.
Kamprath (1984) determinou que o nível adequado de saturação por Ca+2 na T,
encontra-se na faixa de 25 a 30 % para solos tropicais ácidos e intemperizados, como os de
Cerrado. Os valores sempre superaram esta faixa no TC1 e TC2 até 20 cm de profundidade e
a partir do TC6 até 40 cm (Tabela 5), indicando a descida de Ca+2 neste solo.
Segundo Camberato (1999), a saturação por Mg maior que 10 % na T é necessária para
assegurar o fornecimento deste nutriente para as culturas anuais. Esse valor foi observado a
partir do TC1 e após o TC8 em todas as profundidades (Tabela 5), indicando que também
houve descida de Mg+2.
As relações entre Ca+2, K+ e Mg+2 foram comparadas com os valores citados por Sousa
Tabela 5. Saturação por Ca+2 (%), Mg+2 (%) e K+ (%) na CTC potencial (T) e as relações
Ca+2/K+, Mg+2/K+ e (Ca+2+Mg+2)/K+ de um Neossolo Quartzarênico sob diferentes
tempos de cultivo de soja e milheto, em quatro profundidades de amostragem
Tempo de cultivo
TC2
TC6
TC8
TC10
Saturação por Ca2+ na T
0-5
0,00 C a 45,34 B
b 54,57 A a 46,60 AB b 47,97 AB a 54,04 A a
0,00 C a 54,26 AB a 49,57 AB a 48,14 B
5-10
b 48,14 B
a 57,56 A a
0,00 D a 30,18 C
10-20
c 39,81 B
b 60,31 A
a 52,17 A a 59,78 A a
0,00 D a 17,33 C
20-40
d 14,24 C
c 59,67 A
a 34,92 B
b 55,50 A a
Saturação por Mg2+ na T
0-5
1,41 C a 20,19 A a 14,59 B
a 23,35 A
a 22,57 A a 22,28 A a
5-10
1,30 E a 14,48 C
b
9,26 D b 17,70 BC
b 20,29 AB a 23,65 A a
10-20
0,89 E a 7,80 D c 10,86 CD ab 15,07 BC
b 19,46 AB ab 21,93 A a
20-40
0,92 C a 4,15 C
c
4,28 C
c
9,66 B
c 15,16 A b 15,22 A b
Saturação por K+ na T
0-5
0,97 D a 3,89 C
a
7,46 A a
6,57 AB a
5,78 B
a
5,57 B
a
5-10
0,88 E a 2,61 D b
4,61 AB b
5,17 A
b
2,96 CD b
3,73 BC b
10-20
0,76 B a 1,61 AB c
2,30 A c
1,83 AB c
1,14 B
c
1,26 AB c
20-40
0,45 B a 0,84 AB c
1,50 AB c
1,65 A
c
1,16 AB c
1,58 A c
Ca2+/K+
0-5
0,00 B a 11,74 A b
7,54 AB b
7,10 AB b
8,43 AB c
9,82 AB c
0,00 C a 22,09 A a 10,84 B
5-10
ab 9,59 BC
b 16,36 AB c 15,47 AB c
0,00 D a 19,19 C
10-20
ab 18,22 C
a 33,06 B
a 45,74 A a 49,88 A a
0,00 C a 22,51 B
20-40
a
9,51 C
ab 36,66 A
a 29,98 AB b 38,23 A b
Mg2+/K+
0-5
1,47 A a 5,25 A a
1,99 A a
3,57 A
b
3,93 A c
4,03 A c
5-10
1,47 C a 5,56 AB a
2,02 BC a
3,54 ABC b
6,89 A c
6,37 A c
10-20
1,16 C a 4,91 BC a
5,06 BC a
8,52 B
a 17,07 A a 18,35 A a
20-40
2,31 B a 5,22 B
a
2,86 B
a
6,11 B
ab 13,03 A b 10,24 A b
(Ca2++Mg2+)/K+
0-5
1,47 B a 16,99 A a
9,52 AB b 10,67 AB b 12,36 AB c 13,86 AB c
5-10
1,47 C a 27,64 A a 12,86 BC ab 13,13 BC
b 23,25 AB c 21,84 AB c
10-20
1,16 D a 24,10 C
a 23,29 C
a 41,58 B
a 62,82 A a 68,22 A a
20-40
2,31 C a 27,74 B
a 12,37 C
ab 42,78 A
a 43,02 A b 48,47 A b
estatisticamente entre si pelo teste Tukey a 5 % de probabilidade; TC1, TC2, TC6, TC8 e TC10 – áreas com 1, 2,
Prof.
cm
Cerrado
TC1
29
& Lobato, (2002a). A partir do TC6, na profundidade de 10 a 40 cm, os valores obtidos foram
altos, tanto para a relação Ca+2/K+ (> 25), quanto para a relação (Ca+2+Mg+2)/K+ (> 30)
(Tabela 5). Para a relação Mg+2/K+ ocorreram valores altos apenas a partir de TC8, de 10 a 20
cm (> 15). Estas relações indicam novamente a ocorrência da descida de cátions para essa
profundidade (Quaggio et al., 1982b; Fageria et al., 1991; Quaggio et al., 1993; Fageria,
2001), principalmente, para Ca+2 e Mg+2. Como neste caso, o solo é arenoso e tem baixa T e
MOS (Tabela 4) a retenção destes cátions é menor, o que pode facilitar sua descida. Se por
um lado, consegue-se corrigir a subsuperfície, por outro lado, a lixiviação de Ca+2 e Mg+2
constituiu-se na principal causa de diminuição do efeito residual da calagem (Quaggio et al.,
1982b).
Os teores médios de K trocável variaram de 0,01 cmolc dm-3, na camada de 20 a 40 cm
no Cerrado, a 0,29 cmolc dm-3, de 0 a 5 cm no TC6 (Tabela 4). Sousa & Lobato (1996)
consideram como adequados os teores de K+ que variam de 0,08 a 0,10 cmolc dm-3, para T
menor que 4 cmolc dm-3, e 0,13 a 0,20 cmolc dm-3, para T maior que 4 cmolc dm-3. Nas áreas
cultivadas, até os 10 cm de profundidade, estes se situaram nestes intervalos, sendo até
superiores em alguns casos.
Vilela et al. (2002) recomendam não ultrapassar o limite de 3 % para a saturação de K+
na T para solos do Cerrado, pois acima deste limite o potencial de perdas desse nutriente por
lixiviação é grande, particularmente em RQ. Isto ocorreu a partir de TC1 e, principalmente, na
profundidade de 0 a 10 cm (Tabela 5), que contém 80 % do K+ em relação ao total encontrado
até 40 cm, na média dos anos amostrados (Tabela 4). Assim, apesar dos teores de K+ serem
adequados nesta camada, podem ocorrer grandes perdas deste elemento por lixiviação,
causado pela baixa T (Tabela 4), textura arenosa e alta pluviosidade da região. Como até 20
cm de profundidade todas as épocas cultivadas diferiram significativamente do Cerrado, e na
camada de 20 a 40 cm ocorreu semelhança, aparentemente, não estão ocorrendo estas perdas.
Para verificar se ocorre ou não a lixiviação, realizou-se o cálculo dos estoques de
potássio (Tabela 6), transformados em K2O, a partir dos resultados de K+ (Tabela 4).
Para o TC10, considerando a profundidade de 0 a 40 cm, encontrou-se 144,02 kg ha-1
de K2O. De acordo com Raij et al. (1996), os grãos de soja exportam 21,69 kg de K2O por
tonelada colhida e o milheto, conforme análises de grãos realizadas pelas Sementes Adriana
Ltda, exporta cerca de 6,20 kg de K2O por tonelada colhida. Considerando as produtividades
da área (Tabela 1 e 3), foram exportados 621,10 kg ha-1 de K2O em 10 anos pelos grãos de
soja e milheto. Somando-se a quantidade do nutriente no solo com a quantidade exportada
pelas culturas, obtém-se um total de 765,11 kg ha-1 de K2O. O K2O aplicado via adubação,
30
Tabela 6. Balanço de K2O (kg ha-1) e P2O5 (kg ha-1) de um Neossolo Quartzarênico aos 10
anos de cultivo de soja e milheto (TC10), na profundidade de 0 a 40 cm
Origem
Teor do solo no TC10
Estimativa de exportação pelos grãos de soja
Estimativa de exportação pelos grãos de milheto
Total
Adubações realizadas no período
Solo do Cerrado
Total
Diferença
K2O
144,02
616,41
4,69
765,11
1.221,00
37,89
1.258,89
493,78
P2O5
131,06
423,03
5,18
559,27
991,14
6,16
997,30
438,03
durante o período, foi de 1.221,00 kg ha-1 (Tabela 1) e o contido no solo do Cerrado 37,89 kg
ha-1 K2O de 0 a 40 cm (Tabela 4). Quando se soma estes valores obtém-se um total de
1.258,89 kg ha-1 de K2O.
Apesar do estoque de K2O se manter semelhante ou superior ao TC10, a partir do TC1
(Tabela 7), por estas determinações houve perda de 493,78 kg ha-1 de K2O na camada de 0 a
40 cm. Nestes cálculos, não foram incluídos a quantidade de K+ não-mineralizado contido na
palhada sobre a superfície do solo e o K2O adicionado pelas cinzas da vegetação natural
(Cunha & Santos, 1990). Assim, o K2O do TC10 pode estar localizado nas camadas abaixo de
40 cm, sendo necessário análises em maiores profundidades e também do lençol freático para
elucidar este fato.
Observa-se que o estoque de potássio trocável na camada de 0 a 20 cm no TC10 foi
equivalente a 110,45 kg K2O ha-1 (Tabela 4), bem próximo do estoque verificado para a
camada de 0 a 40 cm. A maior concentração superficial de K+ deve estar relacionada às
adubações anuais, efetuadas, principalmente, em superfície a lanço e ao plantio contínuo de
milheto. O sistema radicular desta planta permite a retirada do K+ das camadas mais
profundas (Scaléa, 1999).
Tabela 7. Estoques de K2O e P2O5, em kg ha-1, de um Neossolo Quartzarênico sob diferentes
tempos de cultivo de soja e milheto, na profundidade de 0 a 40 cm
Cerrado
TC1
TC2
TC6
TC8
TC10
K2O
37,89
144,62
180,85
176,17
141,45
144,02
D
BC
A
AB
C
C
P2O5
6,16
47,27
50,62
45,81
50,15
131,06
C
B
B
B
B
A
Médias seguidas pela mesma letra maiúscula, na vertical, não diferem estatisticamente entre si pelo teste Tukey a
5 % de probabilidade. TC1, TC2, TC6, TC8 e TC10 – áreas com 1, 2, 6, 8 e 10 anos de cultivo, respectivamente.
31
Como máxima acumulação de potássio trocável pelo milheto, Dalla Rosa (1981), Silva
et al. (2003) e Braz et al. (2004) obtiveram, respectivamente, a quantidade equivalente a 378,
331 e 350 kg K2O ha-1. No caso deste trabalho, se o milheto armazenou quantidades
semelhantes, reteve parte do potássio disponível anualmente. Segundo Braz et al. (2004), o
máximo de acumulação de potássio pelo milheto, 350 kg K2O ha-1, ocorreu aos 55 dias após a
germinação, com redução para valores próximos de 120 kg K2O ha-1 aos 88 dias.
A acumulação de K2O na palhada do milheto é ainda favorecida pela alta
produtividade das cultivares ADR300 e ADR500, utilizadas nas lavouras da Sementes
Adriana Ltda, com valores de até 15 Mg ha-1 de produção de fitomassa seca (Silva et al.,
2005). O alto conteúdo em K+, na massa seca do milheto, somada à sua alta produção,
colocam-no como uma importante cultura recicladora de K+, principalmente para solos
arenosos, onde é altamente lixiviado (Spain & Salinas, 1985; Pitol, 1999). O milheto, com
suas raízes atingindo expressivas profundidades, consegue trazer o potássio de camadas
profundas para a superfície do solo, sendo este novamente aproveitado (Pitol, 1999).
Apesar disso, as altas aplicações de K+ e o seu acúmulo no solo, que excedem a
capacidade do milheto reter K+ podem aumentar as perdas por lixiviação. Em estudo de efeito
residual do adubo, em condição de solo arenoso, a dose de 120 kg ha-1 de K2O, ou maior,
aplicada a lanço, favoreceu sobremaneira a 1ixiviação do K+ para as camadas do solo abaixo
de 30 cm de profundidade, já no primeiro cultivo (Oliveira et al., 1992). Na área em estudo, o
limite de 120 kg ha-1 foi excedido na maioria das vezes, inclusive para o TC1 (Tabela 1).
A saturação por bases (V) variou de 1,37 %, na camada de 20 a 40 cm no Cerrado a
84,94 % na camada de 5 a 10 cm no TC10 (Tabela 4). De acordo com os níveis propostos por
Sousa & Lobato (2002a), os valores de V, que originalmente são baixos (≤ 20 %), a partir do
TC1 passam a ser em sua maioria altos (61 a 70 %) a muito altos (≥ 71 %), mesmo na
profundidade de 20 a 40 cm no TC6 e TC10.
Estes elevados valores de V podem causar, dentre outros efeitos, a lixiviação de bases
trocáveis (Quaggio et al., 1982b; Quaggio et al., 1993), como Ca+2 e Mg+2; a deficiência de
micronutrientes (Caires & Fonseca, 2000; Furtini Neto et al., 2001) e a dispersão de argila
(Prado, 2003).
Houve relação linear entre a V e o pH em CaCl2 do solo (Figura 6), e os valores de pH
estimados pelo modelo se aproximaram muito daqueles obtidos pela relação observada por
Sousa et al. (1989) para alguns solos da região dos Cerrados. Pode-se verificar que, como a V
recomendada para os solos de Cerrado deve-se situar entre 40 e 60 % (Sousa & Lobato,
1996), o pH CaCl2, para este solo, deveria estar no intervalo entre 4,83 e 5,23.
32
pH CaCl2
6,8
6,6
6,4
6,2
6,0
5,8
5,6
5,4
5,2
5,0
4,8
4,6
4,4
4,2
4,0
3,8
-20
pH CaCl2 = 4,03 + 0,02 V
r = 0,92***
0
20
40
60
80
100
V, %
Figura 6. Relação entre pH CaCl2 e saturação por bases (V) de um Neossolo Quartzarênico
amostragem. *** - p < 0,001.
Os valores médios da CTC efetiva (t) variaram de 0,78 cmolc dm-3, na camada de 20 a
40 cm no Cerrado, a 4,21 cmolc dm-3, na camada de 5 a 10 cm no TC1 (Tabela 4). Os níveis,
de acordo com Alvarez et al. (1999), foram, no Cerrado, baixos até 20 cm (0,81 a 2,3 cmolc
dm-3) e de 20 a 40 cm muito baixos (≤ 0,8 cmolc dm-3). A partir do TC1 a t apresentou, em sua
maioria, valores médios (2,31 a 4,60 cmolc dm-3) até à profundidade de 20 cm, e abaixo desta
camada, os valores foram baixos (0,81 a 2,30 cmolc dm-3).
Esses níveis baixos a muito baixos da t no Cerrado indicam que esse solo, sob
condições naturais, apresenta baixa capacidade de retenção de cátions. Isto deve estar
relacionado aos teores médios de matéria orgânica do solo (MOS) (Tabela 4).
O aumento da t deve estar relacionado com as elevações de MOS e pH CaCl2 (Tabela
4), pois foram observadas correlações lineares entre a CTC efetiva e a MOS (r = 0,72***) e o
pH CaCl2 (r = 0,76***). A MOS pode influenciar a t em virtude do aumento do balanço de
cargas negativas ou da diminuição da atividade do H+, da qual participam também os cátions
presentes na solução do solo (Falleiro et al., 2003). Conforme o pH do solo aumenta, o Al3+
sofre hidrólise, deixando vagos sítios de troca de cátions, ou ainda ocasiona a dissociação do
H+, aumentando, assim, o t (Hochman et al., 1992).
Os valores médios de CTC pH 7,0 (T) variaram de 2,10 cmolc dm-3, na camada de 20 a
40 cm no TC6, a 5,64 cmolc dm-3, na camada de 5 a 10 cm no TC1 (Tabela 4).
A T está diretamente ligada aos valores de MOS e esta à quantidade de material
vegetal incorporado ao solo (Acosta et al., 2000b; Grapeggia Júnior et al., 2000a). Explicando
33
dessa forma os valores superiores da T para o TC1, em relação ao Cerrado, abaixo de 5 cm de
profundidade, que ocorre devido à incorporação da vegetação nativa (Tabela 4). Nas demais
épocas, a T foi quase sempre semelhante a do Cerrado, ocasionado pelo menor aporte de
MOS em relação ao TC1.
Após o TC2, observa-se uma baixa amplitude na T entre os anos, pois os principais
atributos que poderiam causar uma variabilidade expressiva na T, os teores de MOS (Tabela
4) e de argila (Tabela 18), não foram alterados apreciavelmente. O uso constante de milheto
nessas áreas (Tabela 3) deve ter auxiliado na manutenção dos teores de MOS.
Para a T, de acordo com os níveis propostos por Sousa & Lobato (2002a), observou-se,
em todas as épocas, valores médios (3,2 a 4,0 cmolc dm-3) a adequados (4,1 a 6,0 cmolc dm-3)
para a camada de 0 a 20 cm (Tabela 4). Estes teores adequados foram obtidos quase sempre
na profundidade de 0 a 5 cm, onde ocorrem, também, teores adequados de MOS que variaram
de 11,0 a 15,0 g kg-1 (Sousa & Lobato, 2002a).
A equação linear obtida reafirma os resultados anteriores, em que a variação nos teores
de T é influenciada pela MOS (Figura 7). Este modelo está de acordo com resultados
encontrados por Silva et al. (1994b) e Hussain et al. (1999). Diversos autores relataram este
aumento da T com o aumento da MOS (Conceição, 1989; Resck et al., 1991; Andrade, 1992;
Bayer et al., 2001; Séguy et al., 2002; Loveland & Webbb, 2003; Schroth & Sinclair, 2003;
Lemainski et al., 2004; Lucas, 2004; Wander, 2004), indicando a importância do uso de um
manejo do solo que auxilie a elevação da MOS e, conseqüentemente, eleve a retenção de
cátions pelo solo.
6,0
5,5
T = 1,47 + 2,39 MOS
r2 = 0,64***
T, cmolc dm-3
5,0
4,5
4,0
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
-1
MOS, dag kg
Figura 7. Relação entre a CTC pH 7,0 (T) e a matéria orgânica do solo (MOS) de um
Neossolo Quartzarênico sob diferentes tempos de cultivo de soja e milheto, em
quatro profundidades de amostragem. *** - p < 0,001.
34
Os teores de P variaram de 0,39 mg dm-3, na camada de 20 a 40 cm no Cerrado, até
40,89 mg dm-3, na camada de 0 a 5 cm no TC10 (Tabela 4).
No solo do Cerrado, os teores de P, até 20 cm de profundidade, foram muito baixos
(0,0 a 6,0 mg dm-3) (Sousa et al., 2002), apresentando semelhança estatística entre todas as
profundidades analisadas (Tabela 4). A partir do TC1, passou a se concentrar, principalmente,
até os 10 cm, com teores médios (12,1 a 18,0 mg dm-3) a adequados (18,1 a 25 mg dm-3).
Nesta profundidade, os teores de P foram semelhantes estatisticamente do TC2 ao TC8
(Tabela 4). No TC10, ocorreram valores superiores até aos 20 cm de profundidade, tendo-se
valores acima do nível crítico para estes solos (18 mg dm-3).
De acordo com levantamentos realizados por Sá (1999), em áreas com até 15 anos sob
SPD, observou-se que a camada de 0 a 10 cm continha elevada concentração de P e cerca de
88 % do total do P disponível foi observado na camada de 0 a 30 cm. No presente trabalho,
observou-se, pelas médias do TC1 ao TC10, que este valor é de 78 % na camada de 0 a 10 cm
do total de P disponível observado na camada de 0 a 40 cm (Tabela 4).
O acúmulo de P na camada superficial do solo é documentada em diversos trabalhos
(Muzilli, 1983; Kluthcouski, 1998; Rheinheimer et al., 1998; Bayer & Bertol, 1999; Sá, 1999)
e é tido como consenso entre as pesquisas realizadas em SPD. Os motivos para esta
concentração de P na superfície, além da pouca mobilidade deste nutriente no solo (Centurion
et al., 1985), segundo Sá (1999), são: o não-revolvimento do solo, o qual minimiza o processo
de fixação; e a decomposição gradual dos resíduos, que proporcionam a liberação e a
redistribuição de formas orgânicas de P mais estáveis e menos susceptíveis às reações de
adsorção. Esta baixa mobilidade deste elemento foi verificada pela semelhança estatística
entre as épocas cultivadas e o Cerrado, na profundidade de 20 a 40 cm (Tabela 4).
Porém, esse maior acúmulo, nas camadas mais superficiais, pode limitar a
produtividade da cultura (Embrapa, 1980) em anos que ocorram períodos de veranico durante
seu ciclo (Centurion et al., 1985), já que as raízes das culturas tendem a se concentrar,
principalmente, onde ocorrem maiores concentrações deste elemento.
Verificou-se, também, o efeito aditivo desse elemento no solo ao longo dos anos
estudados, pois os maiores teores, até 20 cm de profundidade, foram obtidos aos 10 anos de
cultivo, única época em que os 10 cm iniciais tiveram teores adequados (Tabela 4).
Quando se calcula o estoque de P2O5 do solo, a partir dos resultados da Tabela 4 e
citados na Tabela 6, pode-se verificar que, no TC10 e na profundidade de 0 a 40 cm, estão
disponíveis 131,06 kg ha-1 de P2O5. De acordo com Raij et al. (1996) os grãos de soja
exportam o equivalente a 14,89 kg de P2O5 por tonelada colhida, assim pelas produtividades
da soja (Tabela 1), foram exportados 423,03 kg ha-1 de P2O5 em 10 anos. Considerando ainda
35
6,85 kg de P2O5 exportado pelos grãos de milheto por tonelada colhida, com uma
produtividade total de 755 kg ha-1 durante todo este período (Tabela 3) e 0,3 % de P no grão
(Pacheco, 1999), obtém-se um total exportado pelas culturas de 428,21 kg ha-1 de P2O5.
Somando-se a quantidade do nutriente no solo com a quantidade exportada pelas
culturas, obtém-se um total de 559,27 kg ha-1 de P2O5. A quantidade aplicada, durante este
período, foi de 991,14 kg ha-1 de P2O5 (Tabela 1) e a quantidade contida no solo de Cerrado
era de 6,16 kg ha-1 de P2O5 de 0 a 40 cm (Tabela 4). Somando-se as adubações e a quantidade
contida originalmente no solo de Cerrado, obtém-se um total de 997,30 kg ha-1 de P2O5.
Houve uma diferença de 438,03 kg ha-1 de P2O5 nessa camada com teor de argila de
42,80 g kg-1 (Tabela 14), representando 44,19 % do P2O5 aplicado. Este valor é próximo à
diferença de 36,84 % encontrada em um RQ com 100 g kg-1 de argila, na profundidade de 0 a
20 cm (Silva et al., 2001). Estas diferenças podem ser explicadas, dentre outros fatores e sem
considerar o P2O5 adicionado pelas cinzas da vegetação natural (Cunha & Santos, 1990), pela
adsorção de P pelo solo (Villani et al., 1993; Muzilli, 1997), já que o extrator Mehlich-1 extrai
apenas o P da solução do solo, e pela perda de P orgânico por lixiviação. Assim, apesar do
baixo teor de argila presente neste RQ, que propicia menor adsorção de P (Almeida Neto &
Brasil Sobrinho, 1977; Villani et al., 1993; Prado & Fernandes, 1999; Valladares et al.,
2003b), parte do P parece estar adsorvido neste solo.
Quanto ao estoque de P2O5 (Tabela 7) observou-se semelhança entre os anos de cultivo
do TC1 ao TC8 e, somente no TC10, provavelmente pelo maior quantidade de adubações,
houve superioridade em relação aos demais anos.
4.2. Fe+2, Mn+2, Cu+2 e Zn+2 do solo
Os teores médios de Fe+2 variaram de 22,13 mg dm-3, na camada de 5 a 10 cm de
profundidade no TC8, a 260,13 mg dm-3, na camada de 20 a 40 cm, no TC1 (Tabela 8).
Houve redução dos teores deste elemento, em relação ao Cerrado, a partir do TC2 e após o
TC6, isto ocorreu em todas as profundidades. Um dos fatores mais importantes que agem na
regulação da disponibilidade de micronutrientes no solo é o pH. Segundo Furtini Neto et al.
(2001), para cada acréscimo de uma unidade de pH do solo, ocorre diminuição na
disponibilidade de Fe+2 em até 1000 vezes.
O acréscimo de uma unidade no pH (Tabela 4) promoveu a redução da disponibilidade
de Fe+2 à no máximo 7,4 vezes (Tabela 8). Apesar de não haver redução, conforme citado por
estes autores, verificou-se correlação linear negativa entre o pH CaCl2 e o Fe+2 (r = - 0,48***).
Esta influência ocorreu, principalmente a partir do TC6, pois ao contrário do Fe+2, o pH CaCl2
36
Tabela 8. Teores de Fe2+, Mn2+, Cu2+ e Zn2+ de um Neossolo Quartzarênico sob diferentes
Tempo de cultivo
TC2
TC6
TC8
TC10
Fe2+, mg dm-3
0-5
141,59 A b 161,19 A c 143,99 A b 31,51 C a 22,45 C
a 75,70 B
c
5-10
191,40 A a 173,81 AB c 146,90 B
b 26,05 D a 22,13 D a 77,96 C
bc
10-20
206,19 A a 216,38 A b 186,06 A a 41,60 C a 42,61 C
a 107,64 B
b
20-40
216,36 B a 260,13 A a 181,14 C
a 53,25 D a 48,30 D a 174,75 C
a
Mn2+, mg dm-3
0-5
8,28 D a 6,47 D a
19,58 C
a 45,81 A a 15,31 C
a 33,00 B
a
5-10
3,18 E b 5,74 E
a
17,01 C
a 36,56 A b 11,22 D b 29,91 B
a
10-20
1,53 D b 4,36 CD ab 8,74 C
b 27,85 A c 6,55 C
c 16,18 B
b
20-40
0,90 B b 0,37 B
b
1,80 B
c 12,22 A d 0,68 B
d 2,99 B
c
Cu2+, mg dm-3
0-5
0,00 C a 0,81 B
a
3,41 A a
3,13 A a 3,16 A a 2,91 A a
0,00 C a 0,50 C
5-10
a
1,70 B
b
2,52 A a 2,76 A a 3,04 A a
0,00 C a 0,48 BC a
10-20
0,74 AB c
1,22 A b 1,08 AB b 1,24 A b
0,00 A a 0,46 A a
20-40
0,67 A c
0,55 A c
nd A c
nd
A c
Zn2+, mg dm-3
0-5
0,10 D a 0,90 D a
3,64 C
a 11,23 A a 9,72 AB a 8,47 B
a
0,00 C a 0,85 C
5-10
a
1,75 C
ab 7,87 B b 10,40 A a 8,14 AB a
0,00 B a 0,28 B
10-20
a
0,50 B
b
4,20 A c 3,12 A b 3,97 A b
0,00 A a 0,26 A a
20-40
nd
A b
0,34 A d 0,34 A c 0,09 A c
estatisticamente entre si pelo teste Tukey a 5 % de probabilidade; TC1, TC2, TC6, TC8 e TC10 – áreas com 1, 2,
Prof.
cm
Cerrado
TC1
nestes anos teve elevação em relação ao Cerrado em todas as camadas (Tabela 4). A
ocorrência de elevação de Fe+2 no TC10, em relação ao TC6 e TC8, mesmo em elevados
teores de pH CaCl2, pode ser explicada pela variabilidade natural das áreas amostradas, já que
não foram realizadas adubações com este elemento.
Não há sugestão de nível crítico de Fe+2 disponível nos solos dos Cerrados (Galrão,
2002; Kliemann et al., 2003). Como não se tem constatado sua deficiência, acredita-se que a
sua disponibilidade é adequada (Kliemann et al., 2003).
Em análise de 518 amostras de solos de Cerrado nativo, Galrão (2002) obteve uma
amplitude de variação de 3,7 a 74,0 mg dm-3. No solo do Cerrado (Tabela 8), observou-se
valores maiores que 141,59 mg dm-3. A mineralogia oxídica dos RQ, conforme analisado por
Brasil (1983) em solos da região, pode fazer com que os teores originais de Fe+2 sejam
elevados. Pelos altos valores de pH CaCl2 encontrados (Tabela 4), ocasionados pelas altas
doses de calcário, ocorre a possibilidade de deficiência deste elemento com o tempo de
cultivo. Este fato pode ser confirmado pelos estoques de Fe+2, que sofreram redução após o
TC6 (Tabela 9).
Os teores médios de Mn+2 variaram de 0,37 mg dm-3 no TC1, na camada de 10 a 20 cm
de profundidade, a 45,81 mg dm-3 no TC6, na camada de 0 a 5 cm (Tabela 8). Os teores de
37
Tabela 9. Estoques de Fe+2, Mn+2, Cu+2 e Zn+2, em kg ha-1, de um Neossolo Quartzarênico sob
diferentes tempos de cultivo de soja e milheto, na profundidade de 0 a 40 cm
Cerrado
TC1
TC2
TC6
TC8
TC10
Fe+2
805,41
904,13
693,78
176,87
161,49
533,96
AB
A
B
D
D
C
Mn+2
9,06
11,20
30,64
93,48
21,16
53,60
D
D
C
A
C
B
Cu+2
0,00
2,05
4,64
5,14
4,04
4,21
C
B
A
A
A
A
Zn+2
0,05
1,67
3,19
14,43
13,86
12,46
B
B
B
A
A
A
Médias seguidas pela mesma letra, maiúsculas na vertical, não diferem estatisticamente entre si pelo teste Tukey
a 5 % de probabilidade. TC1, TC2, TC6, TC8 e TC10 – áreas com 1, 2, 6, 8 e 10 anos de cultivo,
respectivamente. Cálculos realizados a partir de análises de nutrientes com quatro casas decimais.
Mn+2 diferiram estatisticamente do Cerrado a partir do TC2 e até a profundidade de 20 cm,
com valores acima do limite de 5 mg dm-3, estabelecido por Galrão (2002) para níveis altos.
Com a metodologia de determinação utilizada não foi possível detectar os teores de
Cu+2 no solo sob Cerrado desde a superfície até 40 cm de profundidade (Tabela 8). A partir do
TC1 observaram-se valores de Cu+2 acima de 0,8 mg dm-3, e após o TC6 isto ocorre até os 20
cm. Este é o valor do limite inferior para o nível adequado (Galrão, 2002).
Os teores de Zn+2 no solo sob Cerrado apresentaram valores baixos (< 1,0 mg dm-3)
(Galrão, 2002) (Tabela 8). A partir do TC2, observaram-se valores de Zn+2 acima de 1,6 mg
dm-3 e, após o TC6, isto ocorre até os 20 cm. Este é o valor do limite inferior para o nível
adequado (Galrão, 2002).
Embora seja relatado que a disponibilidade de Fe+2, Mn+2, Cu+2e Zn+2 seja diminuída
com o aumento dos valores de pH (Furtini Neto et al., 2001), este está elevado,
principalmente de 0 a 20 cm de profundidade (Tabela 4), a partir do TC6. Assim, os teores de
Fe+2, Mn+2, Cu+2 e Zn+2 tenderiam a diminuir, caso não houvesse reposição. As adubações
anuais, via solo e foliar, são realizadas com Mn+2, Cu+2 e Zn+2 (Tabela 2), que se refletem na
elevação de seus estoques, na profundidade de 0 a 40 cm, principalmente após o TC6 (Tabela
9). Assim o Fe+2 é o único micronutriente que não é aplicado ao solo. Além do pH que reduz a
sua disponibilidade e a ausência de sua aplicação, ocorre antagonismo entre as altas
concentrações de Mn+2, Zn+2 e Cu+2 com o Fe+2 (Franzluebbers & Hons, 1996). Este
antagonismo pôde ser comprovado pelas correlações lineares negativas do Fe+2 com Mn+2 (r =
- 0,61***), com Zn+2 (r = - 0,58***) e com Cu+2 (r = - 0,70***).
38
5. CONCLUSÕES
O manejo adotado no Neossolo Quartzarênico, ao longo do tempo de cultivo, causa
incremento no pH CaCl2; nos teores de Ca, Mg e K trocáveis; nos teores disponíveis de P,
Mn, Cu e Zn; na CTC efetiva e na saturação por bases, com conseqüente redução para o Al
trocável, acidez potencial, saturação por Al e Fe disponível.
O aumento do pH CaCl2 e dos teores de Ca+2, após o TC6, e Mg+2, após o TC8, na
camada de 20 a 40 cm, indicam que ocorre reação do calcário em subsuperfície.
A avaliação do estoque de K2O no solo sugere que o K+ pode estar presente em
profundidades superiores a 40 cm.
Os teores de Mn+2, Cu+2 e Zn+2 não diminuíram com o aumento do pH do solo, nas
condições observadas.
Os atributos químicos analisados, até 40 cm de profundidade, demonstraram a
melhoria da qualidade do solo com o tempo de uso agrícola, em relação ao Cerrado.
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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53
CAPÍTULO 2
CARACTERIZAÇÃO DA MATÉRIA ORGÂNICA DE UM NEOSSOLO
MILHETO
RESUMO
O uso e o manejo de Neossolos Quartzarênicos podem afetar a matéria orgânica do
solo (MOS), mas a magnitude destas alterações é pouco pesquisada nas condições do Cerrado.
Além disso, o teor e a dinâmica da MOS constituem-se nos atributos que melhor representam
a qualidade do solo, podendo ser utilizada para medir sua sustentabilidade agrícola. Este
trabalho teve por objetivo avaliar as formas de C e N do solo, das substâncias húmicas e da
matéria orgânica leve livre, a evolução de CO2 e os estoques de C e N do solo, das substâncias
húmicas, da matéria orgânica leve e do C mineralizável de um Neossolo Quartzarênico com 1,
2, 6, 8 e 10 anos de cultivo (TC1, TC2, TC6, TC8 e TC10), comparativamente com uma área
de Cerrado nativo do tipo stricto sensu. A partir destes resultados, verificou-se a
sustentabilidade agrícola do manejo empregado neste solo em relação à MOS. Em outubro de
2004, foram coletadas amostras deste solo, nas profundidades de 0-5, 5-10, 10-20 e 20-40 cm,
em áreas da Sementes Adriana Ltda em Alto Garças, MT. Os resultados foram analisados
como um delineamento inteiramente casualizado, com os fatores tempo de cultivo e
profundidade, com quatro repetições. A introdução de cultivo agrícola neste solo, a partir de
Cerrado nativo, não causa alterações significativas nos teores totais de carbono orgânico e
nitrogênio. Porém, análises da distribuição do C e N nas diferentes frações, indicam uma
alteração significativa na qualidade da matéria orgânica ao longo do tempo. Este manejo é
promissor em manter ou mesmo aumentar os estoques de C e N do solo, da matéria orgânica
leve e das frações humina, ácido húmico e ácido fúlvico. Portanto, existe, efetivamente, a
potencialidade de estocar maior quantidade de carbono neste solo, adotando-se melhor
manejo destas áreas. A redução da relação CAH/CAF, ao longo do período de manejo, indica
uma perda seletiva das frações mais solúveis, devido à baixa capacidade de retenção destes
solos, cuja possibilidade deve ser melhor investigada em experimentos futuros. A evolução de
CO2 indica que a adição de nutrientes e a redução do Al trocável, proporcionados pelo cultivo
deste solo, favoreceu a elevação do C mineralizável, o que beneficia a ciclagem de nutrientes
para as culturas. Os atributos da matéria orgânica analisados, até 40 cm de profundidade,
demonstraram a manutenção da qualidade do solo.
Palavras-chave: carbono, substância húmica, evolução de CO2, matéria orgânica leve livre,
solo arenoso.
54
CHARACTERIZATION OF THE ORGANIC MATTER OF A
QUARTZIPSAMMENT SOIL UNDER DIFFERENT CULTIVATION TIMES OF
SOYBEAN AND MILLET
ABSTRACT
The use and management of Quartzipsamment soil can affect the soil organic matter
(SOM), but the magnitude of these alterations is still not very researched in the conditions of
Brazilian savanna. Moreover, the content and the dynamics of the SOM consist in the
attributes that best represent the soil quality, being able to be used to measure its agricultural
sustainability. The aim of this assignment was to evaluate the forms of C and N of the soil,
humic substances and the light organic matter, the CO2 evolution and the C and N stocks of
the soil, humic substances, light organic matter and mineralizable C of a Quartzipsamment
soil with 1, 2, 6, 8 and 10 years of cultivation (TC1, TC2, TC6, TC8 and TC10),
comparatively to a native savanna area. From these results, the agricultural sustainability of
the management applied in this soil concerning SOM was verified. In October 2004, samples
of this soil were collected, at the depths of 0-5, 5-10, 10-20 and 20-40 cm, in the areas of
Sementes Adriana Ltda in the city of Alto Garças, MT. The experimental design was
completely randomized, with the factors time of cultivation and depth, with four repetitions.
The introduction of agricultural cultivation in this soil, from native savanna, did not cause
significant alterations in total soil organic carbon and total nitrogen. However, analyses of the
distribution of C and N in the different humic fractions indicate a significant alteration in the
quality of the organic matter over the time. This management is promising for maintaining or
increasing the C and N stocks of the soil, light organic matter and the humin, humic and fulvic
acids fractions. Therefore, the effective potentiality exists to storage more carbon in this soil
adopting a better management of these areas. The reduction in the CAH/CAF ratio, throughout
the period of management, indicates a selective loss of the most soluble fractions, due to low
capacity of retention of these soils, whose possibility must be better investigated in future
experiments. The CO2 evolution indicates that addition of nutrients and the reduction of the
exchangeable Al, provided by the cultivation of this soil, favored the increase of the
mineralizable carbon, which benefits the turnover of nutrients for the cultures. The analyzed
attributes of the organic matter until 40 cm of depth demonstrated the maintenance of the soil
quality.
Key words: carbon, humic substance, CO2 evolution, light organic matter, sand soil.
55
1. INTRODUÇÃO
Os Neossolos Quartzarênicos (RQ) foram cultivados, inicialmente, com grande
distúrbio mecânico do solo, no sistema de plantio convencional. Mais recentemente, com o
uso do cultivo mínimo e do sistema plantio direto, tem-se obtido melhores resultados em
algumas regiões do Brasil (Reinert & Eltz, 1997; Zancanaro, 2003b; 2003a). Partiu-se de um
sistema altamente degradativo da matéria orgânica do solo (MOS) para outros que minimizam
este efeito.
A manutenção da capacidade produtiva do solo é fundamental na sustentabilidade dos
sistemas naturais e agrícolas. Como o teor e a dinâmica da MOS, constituem-se nos atributos
que melhor representam a qualidade do solo, podendo ser alterados com as práticas de manejo
adotadas (Grapeggia Júnior et al., 2000a; Pontelli et al., 2000; Wisniewski et al., 2000;
Mercante, 2001; Perez et al., 2004), pode-se utilizá-los para medir a sustentabilidade agrícola
de um solo.
A MOS é formada por toda fração orgânica localizada abaixo da superfície do solo,
sendo constituída de matéria morta (98 % do total de C orgânico do solo) e matéria viva,
ambas provenientes de plantas, microrganismos, meso e macrofauna e resíduos de animais e
microrganismos do solo (Zech et al., 1997). Quanto à sua reatividade, a MOS inclui
componentes lábeis e componentes estáveis (Assis, 2004). A denominada matéria orgânica
lábil engloba a matéria orgânica leve (resíduos frescos de plantas e animais de menor
tamanho), a biomassa microbiana e o carbono solúvel (Theng et al., 1989). Os constituintes
estáveis incluem as substâncias húmicas e outras macromoléculas, extremamente resistentes
ao ataque de microrganismos.
O cultivo conservacionista do solo, por meio da manutenção ou recuperação dos teores
iniciais da MOS, visa a um processo produtivo sustentável. Isto ocorre de acordo com o tipo,
quantidade e qualidade do material adicionado à superfície, com a seqüência de culturas
adotadas e com a forma de cultivar o solo e o tempo de adoção destas práticas (Mengel,
1996). Os materiais adicionados, provenientes das culturas, liberam carbono, nitrogênio e
outros componentes durante o processo de decomposição. Destes, parte retorna à atmosfera na
forma de gás, outra parte é imobilizada pelos microrganismos decompositores, pequena parte
permanece na forma prontamente disponível para as plantas e o restante é perdido por
lixiviação ou direcionado à produção de substâncias húmicas (Stevenson, 1994).
Portanto, o equilíbrio na distribuição da MOS é mantido quando se adotam técnicas
conservacionistas que levam em consideração o balanceamento entre as taxas de adição e
56
decomposição dos resíduos. Dessa forma, as práticas de manejo controlam em conjunto com
os fatores ambientais a dinâmica da MOS, alterando sua síntese e decomposição,
principalmente na região dos Cerrados, onde as altas temperaturas e a umidade podem
contribuir para um declínio mais acentuado da MOS (Assis, 2004).
O solo retém, na forma de MOS, aproximadamente, de duas a três vezes mais carbono
que a vegetação terrestre e duas vezes mais que a atmosfera (Stevenson, 1994; Cerri et al.,
2005; Reicosky, 2005). Assim, a manutenção do carbono orgânico total do solo (COT)
assume grande importância no ciclo global de C, especialmente por sua natureza lábil. Além
disso, um manejo do solo que resulte em aumento no COT pode contribuir para a redução das
emissões de CO2, principal gás causador do efeito estufa, transferindo C do CO2 atmosférico
às formas mais estáveis de COT (Cerri et al., 2005).
O objetivo desse trabalho foi avaliar as formas de C e N, substâncias húmicas, matéria
orgânica leve livre, estoque de C e N e a evolução de CO2 de um Neossolo Quartzarênico sob
diferentes tempos de cultivo de soja e milheto.
2.1. Definição e caracterização da matéria orgânica do solo
Matéria orgânica do solo (MOS) é um termo utilizado para expressar a intrincada
mistura de carbono orgânico, ácidos húmicos, substâncias orgânicas diversas e suas
associações com os minerais do solo, onde, para a sua formação em todos os ecossistemas
terrestres, tem-se a decomposição biológica de resíduos orgânicos mortos, tais como: plantas,
animais e microorganismos do solo (Machado, 2001). A MOS é resultante, principalmente, da
deposição de resíduos de origem vegetal. Parte do carbono presente nestes resíduos é liberado
para a atmosfera como CO2, e o restante passa a fazer parte da matéria orgânica como um
componente do solo (Mercante, 2001).
O C corresponde de 45 a 58 % da massa da MOS (Bendfeldt, 1999), podendo estar na
forma inorgânica (carbonato, bicarbonato e dióxido de carbono) e também orgânica
(proteínas, aminoácidos, polissacarídeos, polifenóis, acidos graxos). O carbono orgânico do
solo (COT) é encontrado na biomassa dos microrganismos, no húmus estabilizado, nos
resíduos vegetais e animais em diferentes estágios de decomposição e em materiais inertes
como carvão vegetal ou mineral. O COT dos solos agrícolas varia, em geral, de 2,0 a 50,0 g
kg-1, no entanto, os seus teores no solo podem variar de pequena proporção em solos arenosos
57
até 400 a 500 g kg-1 em depósitos turfosos (Mendonça & Matos, 2005).
Os procedimentos de análise de COT, geralmente, recuperam todas as formas de
carbono orgânico. Envolvem a conversão de todas as formas para CO2, por meio de oxidação
seca ou úmida e, subseqüentemente, quantifica-se o CO2 evoluído, empregando-se técnicas
gravimétricas, titrimétricas, volumétricas, espectrométricas ou cromatográficas (Carvalho
Júnior et al., 1997). A oxidação por via úmida é a mais utilizada devido à simplicidade e o
requerimento de poucos equipamentos, cujo método de uso mais difundido é o de Walkley Black, que utiliza o dicromato (Cr2O72-) (Cr VI) em meio ácido como oxidante (Mendonça &
Matos, 2005). Para maximizar a oxidação do carbono, utiliza-se de uma fonte externa de calor
(Yeomans & Bremner, 1988).
Do mesmo modo que o C, o N é um elemento relevante nos estudos de MOS, sendo
um dos nutrientes com dinâmica mais pronunciada no sistema (D’andréa et al., 2004).
Quando um sistema natural é alterado, grandes perdas de N são observadas, e é praticamente
nula sua incorporação pelas cinzas resultantes da queima da vegetação nativa por ocasião do
preparo do terreno (Fernandes et al., 1999).
O nitrogênio é encontrado na natureza como gás muito pouco reativo (N2) ou
combinado com outros elementos, principalmente oxigênio, hidrogênio e carbono em ligações
covalentes. Os teores de nitrogênio total dos solos agrícolas variam, em geral, entre 0,2 e 5,0 g
kg-1 (Mendonça & Matos, 2005), sendo que mais de 95 % encontram-se complexados na
MOS, ou seja, na forma de N orgânico (Ceretta, 1995; Shulten & Schnitzer, 1998; Grapeggia
Júnior et al., 2000b) e somente 5 % está na forma mineral (Keeney, 1982), principalmente
como NH4+ e NO3- (Mendonça & Matos, 2005), as quais são diretamente disponíveis para as
plantas.
O método de determinação do N total (NT) mais difundido foi desenvolvido por
Kjeldahl, em 1883. Em termos gerais, este método fundamenta-se na conversão do N
orgânico (R-NH2) contido na amostra a NH4+, por meio de uma digestão sulfúrica e a
dosagem deste por meio da quantidade de NH3 liberado pela destilação do digerido em meio
alcalino (Mendonça & Matos, 2005).
2.2. Fracionamento da matéria orgânica do solo
A definição de substâncias húmicas não é simples e reflete bem a complexidade do
material orgânico. MacCarthy (2001) define estes materiais, operacionalmente, em termos de
procedimentos laboratoriais usados para extraí-los de solos, sedimentos e águas.
O procedimento clássico de extração do solo dessas substâncias resulta em três frações
58
principais: ácidos húmicos, ácidos fúlvicos e huminas, conforme os padrões estabelecidos
pela Sociedade Internacional de Substâncias Húmicas (Swift, 1996; Machado, 1999; Benites
et al., 2003b).
Estas frações são definidas, operacionalmente, em relação às suas solubilidades em
meio aquoso em função do pH da solução extratora (Tombácz & Meleg, 1990). Soluções
alcalinas, normalmente NaOH 0,1 mol L-1, extraem os ácidos húmicos e os ácidos fúlvicos do
solo, deixando a humina ligada à fase mineral (Benites et al., 2003b). A acidificação do
extrato alcalino, de coloração preta, resulta na coagulação da fração dos ácidos húmicos
(precipitado preto ou amarronzado), enquanto a fração dos ácidos fúlvicos permanece solúvel
(solução amarela amarronzada).
Embora esse esquema de separação pareça bastante arbitrário, consegue-se um certo
grau de segregação de materiais poliméricos com diferentes propriedades químicas (Mcbride,
1994). Nenhuma destas frações isoladas representa compostos individuais de composição
específica, mas sim, uma mistura de compostos heterogêneos com comportamento químico
similar (Valladares et al., 2003a).
Os ácidos húmicos e fúlvicos representam a porção solúvel em meio alcalino, de maior
reatividade e, conseqüentemente, de maior polaridade. Os ácidos fúlvicos são os compostos
húmicos de maior solubilidade por apresentarem maior polaridade e menor tamanho
molecular, sendo por isto a fração de maior mobilidade (Schaefer et al., 1997; Benites et al.,
2003b). Estes compostos são os principais responsáveis por mecanismos de transporte de
cátions através do perfil do solo, por meio de complexos organo-metálicos (Kuiters & Mulder,
1993).
Os ácidos húmicos são os compostos húmicos mais estudados e apresentam pouca
solubilidade nas condições de acidez normalmente encontradas em solos. Estes compostos são
responsáveis pela maior parte da CTC de origem orgânica nas camadas superficiais dos solos
(Benites et al., 2003b).
A fração humina representa a fração mais estável e de menor movimentação, estando
concentrada nas camadas superficiais (Schaefer et al., 1997). A humina consiste em um
aglomerado de materiais húmicos e não-húmicos e como tal poderia ser mais bem descrita
como um material que contém substância húmica do que uma substância húmica
propriamente dita (Rice & Maccarthy, 1990). Apesar de apresentar baixa reatividade, são
responsáveis por mecanismos de agregação de partículas e, na maioria dos solos tropicais,
representa a maior parte do carbono humificado do solo (Albuquerque Filho, 2001).
Neste método de solubilidade diferencial em meio alcalino, ao contrário do que se faz
no procedimento usado para extração de substâncias húmicas para fins analíticos, não são
59
eliminados os compostos orgânicos de baixo peso molecular (COBPM) e nem a matéria
orgânica leve (MOL). Desta forma, essas formas orgânicas estarão contidas em um das três
frações húmicas determinadas e isto pode limitar o método para solos onde não haja
quantidade muito grande de uma destas formas (Benites et al., 2003b).
A MOL normalmente é considerada como humina, em virtude de sua insolubilidade
em solvente alcalino. Os COBPM são co-extraídos com os ácido fúlvicos e, por isso, a
utilização do termo fração ácidos fúlvicos é utilizada para mostrar que o carbono determinado
nesta fração não é exclusivamente formado por substâncias húmicas (Malcolm, 1990). Da
mesma forma, como não é feita a purificação dos ácidos húmicos, esta fração é denominada
fração ácidos húmicos, por conter compostos não-humificados co-extraídos (Benites et al.,
2003b).
O fracionamento das substâncias húmicas permite a constatação de fenômenos
relativos à MOS que não podem ser avaliados pela simples análise dos teores totais de C e N
do solo. Assim, quantificando-se os teores de C e N nas diferentes frações húmicas, pode-se
inferir sobre a mobilidade e estabilidade da MOS (Moutta et al., 2005). A metodologia
utilizada na quantificação dos teores de C e N das frações húmicas são, com algumas
adaptações, semelhantes às utilizadas para as determinações dos teores de COT e NT,
utilizando-se do método Walkley - Black com uma fonte externa de calor (Yeomans &
Bremner, 1988) para o C e do método Kjeldahl para o N (Mendonça & Matos, 2005).
A partir dos teores de carbono nas frações ácidos fúlvicos (CAF), ácidos húmicos (CAH)
e humina (CH) podem ser derivadas algumas variáveis, como teores percentuais em relação ao
COT e às relações entre frações (Benites et al., 2003b).
A relação entre os teores de carbono nas frações ácidos húmicos e ácidos fúlvicos
(CAH/CAF) indica a mobilidade do COT. Em geral, os solos mais arenosos apresentam maiores
relações CAH/CAF, indicando a perda seletiva da fração mais solúvel (Gomes et al., 1998;
Benites et al., 2001).
A relação EA/CH ocorre entre o extrato alcalino (EA = CAH/CAF) e a humina. Este
índice indica iluviação de matéria orgânica e nos horizontes espódicos são encontrados as
maiores relações EA/CH, enquanto em horizontes superficiais as relações EA/CH são, em
geral, menores que 1 (Benites et al., 2001). As alterações no uso do solo podem alterar o
equilíbrio destas relações (Martins et al., 1990), podendo, desse modo, serem utilizadas como
indicadores da qualidade do solo.
Além do fracionamento químico da MOS, realiza-se também o fracionamento físico,
havendo crescentes evidências de que este possibilita a separação de reservatórios da MOS
mais relacionados com suas características e dinâmica no estado natural (Roscoe & Machado,
60
2002).
Em geral, os compartimentos físicos de MOS são diferenciados pelo tamanho e
incluem resíduos facilmente reconhecíveis (Leite et al., 2004b): fração leve (0,25 a 2 mm),
que pode ser separada por flotação em solução de densidade de 1,8 kg dm-3, e fração pesada
(> 0,25 mm), que pode ser separada após dispersão e sedimentação em solução com
densidade superior a 1,8 kg dm-3.
A fração leve pode ainda ser obtida em fração leve livre (MOL) e fração leve oclusa
(intra-agregado) (Moreira et al., 2004). A MOL pode ser obtida após agitação e ressuspensão
do material orgânico em iodeto de sódio com densidade de 1,8 kg dm-3 (Sohi et al., 2001;
Freixo et al., 2002; Mendonça & Matos, 2005).
A MOL é constituída por materiais orgânicos derivados principalmente de restos
vegetais, em que seu único mecanismo de proteção é a recalcitrância do material constituinte
dessa fração (Roscoe & Machado, 2002), corresponde aquela mais disponível à atividade
microbiana do solo, e com um tempo de ciclagem mais reduzido (Moreira et al., 2004).
Devido a esta característica, a MOL é tida como indicador sensível à mudança na qualidade
do solo (Freixo et al., 2002).
2.3. Efeito do manejo sobre a matéria orgânica do solo
Apesar da MOS encontrar-se numa faixa de apenas 1 a 6 %, em peso, na maioria dos
solos (Altieri, 2002), é um componente-chave de qualquer ecossistema terrestre, e a variação
na sua distribuição, conteúdo e qualidade têm um importante efeito nos processos que
ocorrem dentro do sistema (Sá, 2001). Quando é bem manejada, leva a um aumento na
disponibilidade de nutrientes e na diversidade biológica, além de melhorar as propriedades
físicas e químicas do solo (Altieri, 2002).
Dependendo das práticas de manejo adotadas, o solo pode agir como fonte ou dreno do
CO2 atmosférico, contribuindo diretamente no efeito estufa (Sá, 2001). Esta dinâmica da
matéria orgânica deve ter como referência os solos em condições não-perturbadas, ou seja,
sob vegetação nativa (Buso & Kliemann, 2003), já que nestes não ocorrem grandes variações
no seu conteúdo, no curto prazo (D’andréa et al., 2004).
O carbono, como um componente da MOS, aumenta a CTC, sendo esta essencial para
reter os cátions básicos e aumentar a fertilidade do solo (Rice, 2005). Esse efeito é mais
pronunciado nos RQ, nos quais a predisposição ao processo de lixiviação de cátions e perda
de MOS é maior (Acosta et al., 2000a; Couto et al., 2000; Gonçalves Júnior et al., 2003).
Assim, o uso sustentável desses solos depende da manutenção ou até mesmo um aumento
61
gradativo dos teores de MOS (Zancanaro, 2003a), podendo ser obtido, por exemplo, com a
utilização de cobertura vegetal constante do solo (Acosta et al., 2000a).
Em áreas sob solos arenosos, nos Cerrados do oeste baiano, cultivados há alguns anos
com cultivos sucessivos de soja, mediante sistema de preparo com grade pesada, foram
observados decréscimos no teor de MOS e redução da produtividade (Silva et al., 1994b). O
cultivo contínuo, nestas condições, entre outros fatores, destrói os agregados do solo, contribui
para a oxidação da MOS e aumenta a susceptibilidade à erosão, às emissões de CO2 e à
contaminação do lençol freático (Silva et al., 1994b; Diekow et al., 2005; Lal, 2005). Silva et
al. (1994b) citam ainda que a perda de MOS, na camada de 0 a 15 cm, observada em cinco
anos de soja, resultou em decréscimo de 80 % do seu estoque inicial, quando comparado ao
Cerrado.
Comparativamente a este sistema, Assis (2002) e Mielniczuk (2004) relatam que o
aumento no teor de MOS em sistema de plantio direto, em relação ao plantio convencional, é
explicado pela redução na taxa de decomposição dos materiais orgânicos frescos e húmus,
adicionados por cultivos anuais de gramíneas e leguminosas, e seu acúmulo é obtido pela
diminuição do revolvimento do solo e pela adição de suficiente montante de COT, para que o
balanço anual desse elemento seja positivo.
A utilização de plantas de cobertura, de crescimento rápido, antecipado ao plantio de
verão, vem assumindo importância em regiões de Cerrado, onde as condições climáticas
limitam o acúmulo e a manutenção de cobertura durante um longo período (Assis et al., 2004).
Nestas condições, vem se destacando o milheto, que além desta vantagem, tem alta produção
de massa seca, sistema radicular profundo e abundante, e alta capacidade de reciclagem de
nutrientes do solo, qualidades que o tornam uma cultura ideal para uso como cobertura morta
no sistema plantio direto (Bonamigo, 1999). Este autor ainda afirma que o milheto possui
ótima adaptação aos mais diversos tipos de solos, particularmente aos mais arenosos, onde as
suas vantagens se tornam mais substanciais. Isto pôde ser comprovado em um RQ órtico
(Chiapinotto et al., 2000), no qual o milheto apresentou-se com maior potencial de adição de
fitomassa e carbono ao sistema, em relação às plantas de cobertura Stizolobium niveum,
Crotalaria spectabilis, Crotalaria juncea e Cajanus cajan.
O manejo adotado e as plantas de cobertura utilizadas podem causar alterações na
relação C/N dos resíduos incorporados ao solo, influenciando a taxa de decomposição da
matéria orgânica. Materiais com relações C/N menores do que 20 decompõem-se
rapidamente, acarretando a mineralização do nitrogênio, ao passo que materiais com relações
C/N maiores se decompõem lentamente e podem imobilizar o nitrogênio (Assis, 2004).
Assim, o nitrogênio tende a ser mineralizado rapidamente em áreas cultivadas com
62
leguminosas, que têm relações C/N mais estreitas do que gramíneas, principalmente quando
os resíduos são incorporados ao solo (Fernandes et al., 1997).
2.4. Dinâmica da matéria orgânica do solo
O solo é considerado o principal reservatório temporário de carbono em um
ecossistema (Bruce et al., 1999), entretanto, o carbono é um componente dinâmico e sensível
ao manejo realizado no solo (Dellamea et al., 2002). Seu conteúdo encontra-se estável sob
condições de vegetação natural, porém com a quebra do equilíbrio pelo cultivo do solo em
preparo convencional, geralmente causa a redução no seu teor (Dalal & Mayer, 1986),
podendo a vir colaborar com o aumento das emissões de CO2 à atmosfera.
As relações entre o ciclo do C e o sistema de manejo devem ser mais bem
compreendidas devido às seguintes razões (Diekow et al., 2005): o C é o elemento presente
em maior concentração na MOS, geralmente 45 a 58 % (Bendfeldt, 1999) e, por isso, tem um
papel fundamental nas funções que a MOS exerce sobre os atributos do solo e, por
conseguinte, sobre a qualidade do solo e também pelo fato do C ser constituinte de
importantes gases causadores do efeito estufa, como dióxido de carbono (CO2) e metano
(CH4). Nestas condições, o acúmulo de COT deve ser um importante parâmetro na melhoria
da qualidade do solo e, portanto, um critério para seleção de sistemas de manejo (Grapeggia
Júnior et al., 2000a), selecionando-se aqueles que busquem maximizar os fluxos de entrada e
minimizar os fluxos de saída do COT (Diekow et al., 2005). Assim, o estoque de COT pode
ser utilizado para verificar a contribuição de um sistema de manejo na emissão ou seqüestro
de CO2 de um solo (Leite, 2002).
Outra forma de se verificar a emissão de CO2 de um solo pode ser a utilização da
respirometria. Anderson (1982) define respiração do solo ou respirometria como a absorção
de O2 e/ou liberação de CO2 pelas entidades vivas e metabolizantes do solo. A vantagem de se
medir CO2, em vez de O2, está no fato do CO2 refletir a atividade tanto de microorganismos
aeróbios, quanto de anaeróbios (Rosado, 2004) e como reflete a atividade dos mesmos, pode
ser utilizada como um dos indicadores de qualidade do solo (Cruz, 2003). Isso porque o
crescimento e desenvolvimento destes microrganismos dependem da interação de diversos
fatores, que incluem a disponibilidade de substrato orgânico; fatores ambientais (temperatura,
umidade e aeração); disponibilidade de nutrientes minerais (N, P, S, Ca); pH e potencial de
oxi-redução (Mendonça & Matos, 2005).
Por causa da extrema complexidade e variabilidade do ambiente solo, poucos métodos
que estudam o comportamento dos microrganismos do solo são considerados padronizados,
63
quando comparados a métodos de análises químicas (Mendonça & Matos, 2005). Dentre os
métodos existentes, o mais utilizado tem sido o método de respirometria, evolução de C-CO2
ou C mineralizável (Cruz, 2003), que tem como objetivo medir quanto de C é respirado pela
microbiota do solo em um determinado tempo (Mendonça & Matos, 2005). Este método
baseia-se na captura do C-CO2, emitido de uma amostra de solo, em solução de NaOH ou
KOH e sua dosagem por titulação com HC1 (Anderson, 1982). Essa determinação pode ser
realizada no campo ou em laboratório, e neste, as condições podem ser mais bem controladas.
A quantificação do CO2 liberado, como medida do comportamento da comunidade
microbiana do solo, não permite avaliar as alterações qualitativas que ocorrem no sistema.
Esta parece ser a maior limitação da técnica, pois os compostos orgânicos adicionados não
afetam, de maneira uniforme, todas as espécies de microrganismos do solo, podendo levar a
drásticas alterações em algumas populações, ainda que a liberação de CO2 não seja
sensivelmente afetada (Cruz, 2003). No entanto, Paul e Clark (1989) relataram que a
quantificação do CO2 liberado é uma das metodologias mais sensíveis para a avaliação da
atividade microbiana e, desta forma, tem sido muito utilizada.
Recentemente, muita atenção foi dada aos sistemas alternativos de cultivo e preparo do
solo como meios de reduzir as emissões agrícolas de CO2 (Paustian et al., 1996; Follet, 2001).
O sistema plantio direto apresenta potencial para o armazenamento do COT; aumentando as
suas entradas e reduzindo suas perdas; devido à menor erosão do solo e a diminuição das
taxas de decomposição do COT, em conseqüência da redução do distúrbio mecânico do solo.
A abundância da palhada proveniente dos resíduos culturais, depositados na superfície do
solo, é o fator básico para o restabelecimento destes microorganismos, pois servem de
substrato para estes se desenvolverem. Esses podem atuar positivamente nos principais
processos vitais que se desenvolvem no ecossistema solo, como, por exemplo, na
decomposição de matéria orgânica, processo-chave na ciclagem dos nutrientes (Silva et al.,
2002). A medição da quantidade de CO2 liberado pode indicar, juntamente com outras
avaliações, a eficiência do manejo adotado (Leite, 2002).
2.5. Matéria orgânica como indicador da qualidade do solo
A MOS pode ser utilizada como indicador de qualidade do solo (Doran & Parkin,
1994; Sikora & Stott, 1996; Mielniczuk, 1999), pois além de satisfazer o requisito básico de
ser sensível a modificações pelo manejo do solo (Mielniczuk, 1999; Mercante, 2001;
Conceição et al., 2003; Rosado, 2004; Reicosky, 2005), é ainda fonte primária de nutrientes às
plantas (Machado, 2001), influencia a infiltração, estabilidade de agregados, CTC, atividade
64
biológica, retenção de água, susceptibilidade à erosão, lixiviação de nutrientes; além disso,
complexa elementos tóxicos como o Al e participa na liberação de CO2 para a atmosfera
(Gregorich et al., 1994; Mielniczuk, 1999; Amado et al., 2001; Bayer & Diekow, 2005;
Reicosky, 2005; Rice, 2005).
Essa maior sensibilidade da MOS em relação às práticas de manejo ocorre
principalmente nas regiões tropicais, onde, nos primeiros anos de cultivo, mais de 50 % da
MOS, previamente acumulada, é perdida por diversos processos (Mielniczuk, 1999). O seu
declínio no solo, ao longo do tempo, estará indicando algum erro no sistema de manejo
adotado como, por exemplo: drenagem excessiva, baixa fertilidade, baixa produção de
resíduos, excessivo revolvimento ou erosão acelerada. A persistência no manejo inadequado,
inevitavelmente, conduzirá a atividade agrícola à situação insustentável, do ponto de vista
econômico e/ou ambiental (Rosado, 2004).
O uso da MOS, em algumas situações, pode não ser um eficiente discriminador das
alterações na qualidade do solo, notadamente naquelas induzidas por sistemas de manejo com
histórico de adoção de curto prazo (Conceição et al., 2003). Neste caso, a avaliação de
compartimentos da MOS com maior sensibilidade às variações do manejo do solo, como por
exemplo, o potencial de mineralização de carbono (C-CO2) e os processos de transformação
do C e N no solo, podem ser uma alternativa para avaliar de forma mais eficiente a qualidade
do solo (Freixo, 2000; Bayer et al., 2001; Bayer et al., 2002; Leite et al., 2004b).
Indicadores relativos à ciclagem de matéria orgânica são também considerados
componentes chave da qualidade do solo (Gregorich et al., 1997). De fato, a MOS apresenta
um importante papel nas propriedades de solos tropicais, sobretudo na região dos Cerrados,
onde a matriz mineral é constituída, predominantemente, por argilominerais de baixa
atividade e, principalmente, em solos arenosos que apresentam uma boa drenagem, estando,
portanto, mais sujeitos à lixiviação de nutrientes e xenobióticos (Spera et al., 1999b).
Um solo de boa qualidade não deve apresentar apenas teor elevado de matéria
orgânica, deve também demonstrar como esta matéria orgânica apresenta um equilíbrio entre
formas estáveis e formas prontamente mineralizáveis. Entre os diversos compartimentos da
MOS, podem ser identificados: um compartimento de ciclagem lenta, constituído
predominantemente por substâncias húmicas; um compartimento de ciclagem rápida,
constituídos por compostos de baixo peso molecular, como carboidratos, ácidos orgânicos e
peptídeos; e um compartimento de ciclagem intermediária, constituído pela matéria orgânica
leve, representada por fragmentos não-decompostos de material vegetal e, em alguns casos,
por carvões (Benites et al., 2005).
Alguns autores elegem o compartimento pouco ativo como um bom indicador de
65
qualidade do solo (Chan, 2001). Conhecendo-se a importância de cada compartimento da
matéria orgânica na estruturação e na fertilidade do solo, pode-se priorizar quais atributos
devem ser avaliados para a obtenção de um indicador de qualidade (Freitas et al., 2002).
As substâncias húmicas, que compõem o compartimento estável, devem apresentar alta
estabilidade química, devida à predominância de estruturas aromáticas sobre as alifáticas,
associadas a uma alta reatividade, devido à presença de grupos funcionais carboxílicos e
fenólicos, formados ao longo das moléculas orgânicas (Stevenson, 1994).
A MOL funciona como um reservatório de nutrientes e de carboidratos que podem ser
utilizados pelos organismos após a degradação desta matéria orgânica. Todos estes
mecanismos funcionam simultaneamente, e o status da MOS e sua relação com as
propriedades físicas e químicas deste, só poderão ser entendidos a partir de uma avaliação
multivariada desses fatores (Moutta et al., 2005).
Ainda entre os indicadores de qualidade, pode-se citar o NT, que destaca-se por sua
relação com a capacidade produtiva do solo, uma vez que o incremento no rendimento de
culturas econômicas, quando cultivadas em sucessão a culturas de cobertura, tem sido
principalmente atribuído ao aumento da disponibilidade de N (Amado, 1999). Dessa forma, a
associação de sistemas de preparo com mínimo revolvimento e a utilização de leguminosas é
importante estratégia para aumentar as reservas de NT (Amado, 1997; Caetano et al., 2005).
Os sistemas de culturas com leguminosas podem adicionar quantidades de N maiores que
sistemas com gramíneas devido à fixação biológica (Grapeggia Júnior et al., 2000b).
Para as análises de matéria orgânica do solo e evolução de CO2, foram coletadas
amostras deformadas, no período entre 11 e 16 de outubro de 2004, antes do plantio da soja,
na safra 2004/05. Todos os locais amostrados foram georreferenciados com o uso de um GPS
Garmin EMAP76S com precisão de 15 m (Figura 3).
cm). A amostragem foi feita na entrelinha do último plantio de soja (safra 2003/2004). A
coleta nas profundidades de 0 a 5 cm e 5 a 10 cm foi realizada com enxadão, e de 10 a 20 cm e
20 a 40 cm com trado holandês. Para compor uma amostra composta foram coletadas 20
subamostras por repetição, com 4 repetições por área amostrada. A distância entre as
66
repetições variou conforme cada uma das áreas e distribuída de forma que fosse melhor
representativa da mesma.
O carbono e nitrogênio do solo e substâncias húmicas, o fracionamento quantitativo de
substâncias húmicas e as determinações para matéria orgânica leve livre do solo foram
realizadas no Laboratório de Matéria Orgânica do Departamento de Solos da Universidade
Federal de Viçosa.
3.2. Carbono orgânico total e nitrogênio total do solo
As amostras de solo foram acondicionadas em sacos plásticos e transportadas para o
laboratório, secas ao ar, destorroadas e passadas por peneira com malha de 2 mm.
Essas amostras de TFSA foram maceradas e passadas em peneira de 0,210 mm,
determinando-se o teor de carbono orgânico total (COT) por meio de oxidação por via úmida
com dicromato de potássio com aquecimento externo e titulação com sulfato ferroso
amoniacal (Yeomans & Bremner, 1988). O teor de nitrogênio total (NT) foi determinado a
partir dessas amostras maceradas, submetidas à digestão sulfúrica e analisadas pelo destilador
Kjedahl (Bremner & Mulvaney, 1982).
3.3. Fracionamento quantitativo de substâncias húmicas e determinação de carbono e
nitrogênio
Amostras de TFSA, maceradas, foram submetidas ao fracionamento das substâncias
húmicas por solubilidade diferencial em meio ácido ou alcalino pelo método descrito por
Benites et al. (2003b), simplificado de Swift (1996). Na extração das frações dos ácidos
húmicos e fúlvicos, foi empregada solução de NaOH 0,1 mol L-1.
O teor de carbono das frações húmicas foi determinado por meio de oxidação por via
úmida com dicromato de potássio com aquecimento externo e titulação com sulfato ferroso
amoniacal (Yeomans & Bremner, 1988), utilizando-se alíquotas de 10 mL do extrato com a
fração húmica. Obtiveram-se os valores absolutos do carbono da fração ácido húmico (CAH),
carbono da fração ácido fúlvico (CAF) e carbono da fração humina (CH), e o percentual de
cada uma em relação à soma (%CAH, %CAF, %CH). Foram calculadas as relações entre as
frações ácidos húmicos e ácidos fúlvicos (CAH/CAF); a relação entre as frações solúveis no
extrato alcalino (EA = CAH+CAF) e o resíduo de extração (CH), obtendo-se o índice (EA/CH).
O fator de recuperação do método foi obtido pelo somatório do C das frações CAH, CAF e CH
em relação ao COT.
O nitrogênio nas substâncias húmicas foi avaliado por digestão sulfúrica pelo
67
destilador de Kjedahl (Bremner & Mulvaney, 1982), utilizando-se alíquotas de 25 mL.
Obtiveram-se os valores absolutos do nitrogênio da fração ácido húmico (NAH), nitrogênio da
fração ácido fúlvico (NAF) e nitrogênio da fração humina (NH). O fator de recuperação do
método foi obtido pelo somatório do N das frações NAH, NAF e NH em relação ao NT.
3.4. Matéria orgânica leve livre do solo
O fracionamento físico por densidade foi adaptado do método proposto por Sohi et al.
(2001). Amostras de 13 g de TFSA (2 mm) foram adicionadas em tubos de 50 ml juntamente
com 30 ml de solução de iodeto de sódio (NaI, d = 1,8 kg dm-3), colocadas em agitador
horizontal por 15 minutos e depois centrifugadas a 3200 rpm por 15 minutos. O sobrenadante
foi vertido em peneira de 0,25 mm separando-se a fração leve livre da matéria orgânica do
solo (MOL) das demais frações do solo. Este material obtido foi, a seguir, seco a 65º C por 72
horas, em estufa com circulação forçada de ar. Os teores de carbono da MOL (CMOL) e
nitrogênio da MOL (NMOL) foram determinados por combustão via seca em analisador
elementar (Perkin Elmer CHNS/O Analyser Series II 2400).
3.5. Evolução de CO2 do solo
A respiração microbiana do solo foi medida no Laboratório de Solos da FESURV Universidade de Rio Verde, através da medição indireta do CO2 evoluído. A determinação do
carbono mineralizável, quantificado a partir da liberação do CO2, foi feita conforme
metodologia proposta por Anderson (1982), com adaptações de Rosado (2004), conforme
detalhado a seguir.
O ensaio teve duração de 70 dias e foram utilizadas amostras de TFSA armazenadas
por 224 dias em temperatura ambiente. Inicialmente, foi determinada a capacidade de campo
do solo: colocou-se 50 g de TFSA, seca em estufa por 24 h, e 50 ml de água destilada em um
funil sobre um chumaço de palha de aço por 3 horas, até total escorrimento do excesso de
água em uma proveta, a capacidade de campo foi considerada a metade da água retida pelo
solo. Em seguida, a umidade inicial das amostras foi ajustada para 60 % da capacidade de
campo. Amostras de 50 g de solo foram acondicionadas em frascos plásticos de 800 cm3,
hermeticamente fechados. No mesmo frasco, foram adicionados um recipiente de 50 cm3
contendo 10 mL de água destilada e outro recipiente de 50 cm3 contendo 10 mL de NaOH 0,5
mol L-1 em (Figura 8). As amostras de solo permaneceram no fundo dos frascos, sem que o
NaOH e a água entrassem em contato com as mesmas. Como prova em branco, utilizou-se o
mesmo conjunto composto do frasco de 800 cm3 e dois recipientes contendo NaOH e água,
68
10 mL NaOH
0,5 mol L-1
10 mL H2O
destilada
50 g de solo
Figura 8: Esquema dos recipientes utilizados no ensaio para determinação de carbono
mineralizável.
sem a adição de solo. O experimento foi mantido, no escuro, em temperatura de 23º ± 2º C.
A quantidade absorvida de CO2, pela amostra de hidróxido de sódio, foi determinada
por titulometria com solução de HCl 0,5 mol L-1, utilizando-se como indicador (rosa para
branco leitoso), três gotas de solução alcoólica de fenolftaleína a 1 %. Para a titulação,
utilizou-se um frasco de 50 cm3 contendo 10 ml de NaOH, juntamente com 5 mL de solução
de BaCl2 0,5 mol L-1. A utilização do BaCl2 0,5 mol L-1 foi para precipitar o Na2CO3 formado
e; assim, titular apenas o NaOH restante. Realizou-se as titulações aos 2, 6, 10, 15, 21, 28, 35,
49 e 70 dias, após o ínicio do experimento. Após cada titulação, substituiu-se o frasco de 50
cm3 com 10 ml de NaOH por outro de mesmo volume de hidróxido, de forma que se pudesse
medir a quantidade de CO2 gasto em cada período, até completar os 70 dias. Os valores de
CO2 evoluídos para cada período (2 a 70 dias) foram obtidos através da soma dos períodos
anteriores, obtendo-se os valores acumulados para cada um dos dias amostrados. Dessa forma,
a quantidade total de CO2 produzido até os 70 dias foi igual ao somatório dos valores obtidos
durante cada amostragem.
As curvas de evolução de CO2 (produção acumulada de CO2), em função do tempo de
incubação, foram ajustadas a equações logísticas y = a/1+e-(b+cx) (Passos, 2000; Monteiro et
al., 2002; Andrade, 2005; Matos, 2005; Mendonça & Matos, 2005). Estes autores relatam que
o coeficiente a é a saturação da curva, associada à máxima evolução de CO2, e indica a
quantidade de C mais facilmente mineralizável; o b indica o deslocamento da curva
horizontalmente e quanto maior o seu valor, maior é o tempo para atingir a saturação; e o
coeficiente c está relacionado com a taxa de crescimento da função, diretamente associado à
labilidade do C na matéria orgânica. A magnitude dos parâmetros b e c relacionam-se com os
aspectos qualitativos dos resíduos e com a atividade microbiana. Por sua vez, o x é o tempo de
incubação das amostras. A partir desses coeficientes, foi possível estimar o tempo necessário
para atingir a metade da produção máxima de CO2 (t½), valor que indica também a inflexão
da curva, e permite que se faça uma inferência sobre a velocidade de mineralização da matéria
69
orgânica do solo e, conseqüentemente, sobre sua labilidade.
3.6. Estoques de carbono e nitrogênio
Os estoques de COT, CH, CAH, CAF, CMOL e CO2 evoluído (Mg C ha-1) e os estoques de
NT, NH, NAH, NAF e NMOL (Mg N ha-1), para a profundidade de 0 a 40 cm, foram calculados
conforme as expressões citadas por Leite et al. (2003):
Mg C ha-1 = 10 x teor de C (g kg-1) x Densidade do solo (Mg m-3) x espessura da
camada do solo (cm)
-1
(Equação 1)
-1
-3
Mg N ha = 10 x teor de N (g kg ) x Densidade do solo (Mg m ) x espessura da
camada do solo (cm)
(Equação 2)
tratamentos (tempo de cultivo e solo), as diferenças entre locais cultivados e aquele nãocultivado foram atribuídas ao tempo e ao sistema de cultivo.
sistema de cultivo com oito anos (TC8) e sistema de cultivo com 10 anos (TC10)) em quatro
profundidades de amostragem (0-5, 5-10, 10-20 e 20-40 cm), totalizando 24 tratamentos.
O efeito dos tempos de cultivo do solo, sobre os atributos da matéria orgânica e para
cada profundidade, foram avaliados pela análise de variância e as médias comparadas pelo
teste de Tukey ao nível de 5 % de probabilidade, utilizando-se do programa GENES (Cruz,
2001).
entre si e com os atributos químicos e físicos, utilizando-se o programa Statistica (Statsoft
Inc., 1990).
70
4.1. Carbono orgânico total do solo e carbono de substâncias húmicas
As áreas estudadas apresentaram, em sua maior parte, nos primeiros 10 cm de
profundidade, teores de carbono orgânico total (COT) entre 6,38 a 8,70 g kg-1 (Tabela 10), que
é o intervalo adequado para solos arenosos dos Cerrados (Sousa & Lobato, 2002a). Os teores
de COT foram semelhantes ou superiores ao Cerrado até à profundidade de 40 cm, indicando a
sustentabilidade deste cultivo.
Quando comparados com solos argilosos, observa-se baixos valores de COT neste solo
arenoso (Sousa & Lobato, 2002a). Isso ocorre por este RQ ter sido derivado de rochas
quartzíticas (Brasil, 1983), o que resulta em maior formação de matéria orgânica solúvel,
baixa retenção deste material pela matriz argilosa e sua menor proteção no solo (Schaefer et
al., 1997; Benites et al., 2003a).
Provavelmente, ocasionados pela incorporação dos remanescentes vegetais, após o
desmatamento, os teores de COT, carbono na fração humina (CH), carbono da matéria
orgânica leve (CMOL) e a matéria seca da matéria orgânica leve (MOL) no TC1 foram maiores
que no Cerrado, nas profundidades de 5 a 10 e 10 a 20 cm (Tabela 10). Para o CMOL e MOL,
isto ocorreu inclusive para a camada de 0 a 5 cm. Esse incremento inicial foi seguido por um
rápido decréscimo nos teores de COT, CH, CMOL e MOL no TC2 (Tabela 10), semelhantes
estatisticamente ao Cerrado. Esta situação, provavelmente, foi ocasionada pela aceleração da
decomposição da matéria orgânica pelo revolvimento inicial do solo durante o desmatamento
(Silva et al., 1994b), pela queima da vegetação nativa (Cunha & Santos, 1990) ou pelo uso de
doses elevadas de calcário para a correção da acidez do solo (Quaggio, 2000). Após o TC2, o
manejo adotado conseguiu, em alguns casos, manter ou até superar os teores destas variáveis
em relação ao Cerrado, nestas duas camadas.
Pelo Tabela 10, observa-se, ainda, que essas variáveis nas demais profundidades e para
todas as camadas entre 0 e 40 cm, no caso do CAH e CAF, ocorreram quase sempre manutenção
de seus teores em relação ao Cerrado. CAF e CAH apresentaram baixos teores relativos,
resultados condizentes com as características da matriz mineral predominantemente composta
por quartzo, com média de 60,59 % da TFSA na fração areia fina (Tabela 19), devendo
apresentar baixa capacidade de retenção de compostos orgânicos solúveis e baixa densidade
de sítios de adsorção (Spera et al., 1999b).
Essa manutenção ou aumento nos teores de COT, carbono das substâncias húmicas,
CMOL e MOL, no TC1, pode ter sido ocasionado não-somente pela adição de restos culturais,
71
Tabela 10. Carbono orgânico total do solo (COT), carbono nas frações humina (CH), ácidos
húmicos (CAH) e ácidos fúlvicos (CAF), carbono da matéria orgânica leve (CMOL) e
matéria seca da matéria orgânica leve (MOL) de um Neossolo Quartzarênico sob
diferentes tempos de cultivo de soja e milheto, em quatro profundidades de
amostragem
Prof.
Cm
0-5
5-10
10-20
20-40
0-5
5-10
10-20
20-40
0-5
5-10
10-20
20-40
0-5
5-10
10-20
20-40
0-5
5-10
10-20
20-40
Cerrado
TC1
TC2
Tempo de cultivo
TC6
TC8
TC10
-1
7,08
4,71
3,79
2,96
4,56
2,91
2,49
1,96
0,83
0,67
0,39
0,31
0,86
0,77
0,67
0,58
1,68
0,72
0,26
0,21
A
C
B
A
AB
C
B
A
AB
AB
BC
A
ns
ns
ns
ns
BC
C
D
B
a
b
bc
c
a
b
b
b
a
a
b
b
ns
ns
ns
ns
a
b
b
b
6,91
7,98
6,36
3,54
4,61
5,53
4,06
2,21
0,60
0,57
0,62
0,44
0,86
0,86
0,79
0,73
3,15
1,76
1,89
0,25
A
A
A
A
AB
A
A
A
BC
AB
AB
A
ns
ns
ns
ns
A
A
A
B
ab
a
b
c
ab
a
b
c
a
a
a
a
ns
ns
ns
ns
a
b
b
c
6,38
5,73
4,22
3,20
COT, g kg
A
a 7,84
BC a 6,87
B
b 5,29
A
b 2,99
A
AB
AB
A
a
a
b
c
6,91
6,86
4,55
2,82
A
AB
B
A
a
a
b
c
6,68
6,30
4,69
2,96
A
B
B
A
a
a
b
c
4,08
3,94
2,86
1,73
CH, g kg-1
B
a 5,44
BC ab 4,73
AB b 3,76
A
c 2,33
A
AB
A
A
a
ab
b
c
4,54
4,45
3,04
1,73
AB
AB
AB
A
a
a
b
c
4,52
4,06
3,16
1,98
AB
BC
AB
A
a
ab
b
c
0,51
0,54
0,15
0,32
C
B
C
A
CAH, g kg-1
a 0,78
a 0,70
b 0,41
ab 0,21
AB
AB
BC
A
a
a
b
b
0,97
0,81
0,56
0,35
A
A
AB
A
a
a
b
b
0,85
0,73
0,71
0,38
AB
AB
A
A
a
a
a
b
0,54
0,74
0,66
0,47
ns
ns
ns
ns
CAF, g kg-1
ns 0,82
ns 0,74
ns 0,64
ns 0,56
ns
ns
ns
ns
ns 0,61 ns
ns 0,51 ns
ns 0,57 ns
ns 0,36 ns
ns
ns
ns
ns
0,56
0,43
0,37
0,43
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
1,16
0,91
0,43
0,15
CMOL, g kg-1
C
a 0,12
BC ab 0,82
CD bc 1,56
B
c 2,27
D
BC
AB
A
d
c
b
a
a
b
c
c
1,90
1,41
1,06
0,24
B
AB
BC
B
a
ab
b
c
2,19
1,60
0,55
0,04
B
A
CD
B
MOL, g kg-1
0-5
4,43 C
a 8,77 A
a 3,66 C
a 0,34 D
d 7,44 AB a 6,74 B
a
5-10
2,18 B
b 4,63 A
b 2,83 B
a 2,88 B
c 5,14 A
b 5,81 A
a
10-20
0,79 C
bc 4,90 AB b 1,22 C
b 6,08 A
b 1,71 C
c 4,04 B
b
20-40
0,60 B
c 0,49 B
c 0,46 B
b 7,95 A
a 0,12 B
d 0,59 B
c
estatisticamente entre si pelo teste Tukey a 5 % de probabilidade, ns - não significativo. TC1, TC2, TC6, TC8 e
TC10 – áreas com 1, 2, 6, 8 e 10 anos de cultivo, respectivamente.
mas também, pela incorporação de carvão ao solo, que ocorre via queima dos restos culturais
do Cerrado nativo. Substâncias húmicas e MOL originadas de carvão são encontradas
geralmente nos solos (Almendros et al., 1990; Melo, 2002), que, conseqüentemente,
compõem o COT (Baldock & Nelson, 2000; Paul et al., 2002), sendo relativamente estáveis e
responsáveis por manter níveis elevados da MOS (Benites et al., 2005; Trompowsky et al.,
2005). Isto é de alta relevância, especialmente nos ambientes tropicais, onde as taxas de
72
mineralização da matéria orgânica do solo são elevadas (Roscoe et al., 2001; Glaser et al.,
2002). Após o TC1, este carvão vai sendo substituído por restos culturais dos cultivos de soja
e milheto o que é também responsável pela manutenção ou superioridade de COT, carbono
das substâncias húmicas, CMOL e MOL (Tabela 10).
4.2. Relações entre as substâncias húmicas
Verificou-se o decréscimo no percentual de CAF ao longo do tempo (Tabela 11),
principalmente após o TC6, reduzindo-se a 10,76 % das substâcias húmicas no TC10. Este
CAF pode ter sido mineralizado nestes solos ou lixiviado para o lençol freático, podendo ser
responsável por perdas substanciais de carbono (Schaefer et al., 1997).
O CMOL foi maior no TC1 em relação ao Cerrado (Tabela 11), ocasionado pela
incorporação da vegetação nativa, principalmente na forma de carvão. A partir daí, retorna a
teores semelhantes ao Cerrado no TC2, devido à mineralização da MOL. O cultivo de soja e
milheto provavelmente elevou a CMOL após o TC6, apesar deste material vegetal ser menos
recalcitrante. Neste caso, seria necessário um estudo com a caracterização da CMOL para dar
uma idéia mais conclusiva sobre a sua origem neste sistema, verificando a quantidade
fornecida pela vegetação nativa e pelas culturas, com o tempo de cultivo.
O CH teve redução apenas no TC1 (Tabela 11), devido à grande elevação do CMOL e,
nas demais épocas, permaneceu semelhante ao Cerrado. O CAH foi menor no TC2 e TC6
(Tabela 11), em relação ao Cerrado. Após estas duas épocas, aumentou, com superioridade,
ao Cerrado no TC10. Esta manutenção ou aumento nas distribuições de CH e CAH indicaram
Tabela 11. Distribuição em percentagem relativa de carbono das frações humina (CH), ácidos
húmicos (CAH) e ácidos fúlvicos (CAF) e carbono da matéria orgânica leve (CMOL),
em relação ao seu somatório (CH+CAH+CAF+CMOL), em um Neossolo
Quartzarênico sob diferentes tempos de cultivo de soja e milheto, na profundidade
de 0 a 40 cm
Cerrado
TC1
TC2
TC6
TC8
TC10
CH
55,35
41,66
60,47
53,04
54,42
49,09
AB
C
A
B
AB
B
CAH
12,66
10,59
9,76
9,04
14,53
15,68
BC
CD
D
D
AB
A
CAF
17,71
16,12
15,12
12,56
11,33
10,76
A
A
AB
BC
C
C
CMOL
14,28
31,63
14,65
25,36
19,72
24,47
E
A
DE
B
CD
BC
Médias seguidas pela mesma letra, maiúsculas na vertical, não diferem estatisticamente entre si pelo teste Tukey
a 5 % de probabilidade. TC1, TC2, TC6, TC8 e TC10 – áreas com 1, 2, 6, 8 e 10 anos de cultivo,
respectivamente.
73
que está ocorrendo estabilização de carbono nestas frações de substâncias húmicas
(Valladares et al., 2003a; Loss et al., 2005).
O fator de recuperação do método, representado pela soma das frações húmicas
(CH+CAH+CAF), apresentou variações entre 78,64 e 104,40 % do teor de COT, sendo as duas
variáveis altamente correlacionadas (r2 = 0,93***) (Figura 9). Este intervalo está próximo ao
8,0
1,4
7,0
1,2
6,0
5,0
4,0
3,0
0,8
0,6
0,4
2,0
1,0
0,2
0,0
0,0
1,2
4,5
4,0
CAF = 0,369 + 0,049 COT
1,0
CMOL = -0,210 + 0,246 COT
3,5
2
r = 0,22***
r2 = 0,26***
3,0
CMOL, g kg-1
0,8
CAF, g kg-1
r2 = 0,51***
1,0
r2 = 0,92***
CAH , g kg-1
C H , g kg-1
CAH = 0,058 + 0,094 COT
CH = -0,070 + 0,677 COT
0,6
2,5
2,0
1,5
0,4
1,0
0,2
0,5
0,0
0,0
2
3
4
5
6
7
8
9
COT, g kg-1
10,0
CH+CAH+CAF = 0,357 + 0,811 COT
CH +CAH+CAF, g kg-1
8,0
r2 = 0,93***
6,0
4,0
2,0
0,0
2
3
4
5
6
COT, g kg
7
8
9
10
-1
Figura 9. Relações entre carbono orgânico total (COT) e carbono nas frações humina (CH),
ácidos húmicos (CAH) e ácidos fúlvicos (CAF), carbono na matéria orgânica leve
(CMOL) e o fator de recuperação do método (CH+CAH+CAF) de um Neossolo
profundidades de amostragem (n=96). *** - p < 0,001.
74
10
citado por Benites et al. (2003b), que obtiveram, em diversas análises, variações entre 90 e
105 %, com o mesmo método utilizado neste trabalho. Isto indica a eficiência das análises
realizadas, pois foi recuperado grande parte do COT através do fracionamento de substâncias
húmicas.
O CH, CAH, CAF e CMOL apresentaram regressões lineares significativas com os teores
de COT (Figura 9). O CH apresentou a maior correlação, representando a fração húmica
predominante no COT, com intervalo de 53,94 a 78,78 %. Como esta é a fração mais
resistente das substâncias húmicas, os seus altos teores no COT poderiam indicar uma boa
estabilização da MOS nestas áreas. Contudo, conforme determinada pelo método de
fracionamento utilizado, a CH tende a superestimar os valores de humina verdadeira, pois
quantifica as formas de carbono não-solúveis em meio alcalino. Isto inclui fibras e outras
formas de material orgânico como os carvões e a MOL (Rice & Maccarthy, 1990; Melo,
2002; Benites et al., 2003b), os quais devem ser responsáveis por esta alta correlação
observada entre a CH e o COT (Valladares et al., 2003a). Seria necessária a purificação dessas
substâncias húmicas para auxiliar na elucidação deste fato.
A menor correlação da CAF com o COT (Figura 9) também foi observada por
Valladares et al. (2003a) e Benites (1998), resultado este que reflete a característica de alta
solubilidade e mobilidade da CAF no solo, causada pela sua maior polaridade e concentração
de grupos funcionais em relação às demais frações húmicas (Stevenson, 1994).
Adicionalmente, os ácidos fúlvicos são mais facilmente decompostos no solo devido à
presença de compostos orgânicos de baixo peso molecular, co-extraídos nesta fração
(Malcolm, 1990). Por este motivo, é importante analisar as substâncias húmicas que
demonstram a mobilidade e estabilidade da MOS, para verificar a qualidade do solo e nãosomente os teores totais de C (Moutta et al., 2005).
Quando se compara as áreas cultivadas com o Cerrado, os valores da relação CAH/CAF,
foram significativamente superiores a partir do TC8, nos primeiros 10 cm, e no TC10, também
na profundidade de 10 a 20 cm (Tabela 12). Isso indica, novamente, a perda seletiva da fração
mais solúvel (CAF), principalmente por serem solos arenosos e que têm maior predisposição à
essas perdas (Gomes et al., 1998; Benites et al., 2001).
Quando se analisou as diversas profundidades, observou-se que esta relação foi
constante no Cerrado e TC1, e do TC2 ao TC8, ocorreram os maiores valores, principalmente
nos primeiros 10 cm (Tabela 12). A redução em seus valores ocorreu, principalmente, na
profundidade de 20 a 40 cm, a partir do TC6, o que indica aumento dos teores de CAF nos
horizontes subsuperficiais. Existe a possibilidade de que estas frações fúlvicas podem ser
carreadas ao lençol freático, ocasionando perdas substanciais de carbono neste solo,
75
Tabela 12. Relações entre os teores de carbono nas frações ácidos húmicos e ácidos fúlvicos
(CAH/CAF) e entre o extrato alcalino (EA = CAH/CAF) e o carbono na fração humina
(EA/CH) de um Neossolo Quartzarênico sob diferentes tempos de cultivo de soja e
milheto, em quatro profundidades de amostragem
Prof.
cm
Cerrado
TC1
0-5
5-10
10-20
20-40
0,96
0,91
0,58
0,56
C
B
BC
AB
a
a
a
a
0,73
0,67
0,78
0,66
C
B
B
AB
a
a
a
a
0,96
0,72
0,23
0,67
0-5
5-10
10-20
20-40
0,37
0,50
0,43
0,46
A
A
A
AB
a
a
a
a
0,32
0,26
0,35
0,53
A
B
A
A
b
b
b
a
0,27
0,33
0,28
0,46
Tempo de cultivo
TC2
TC6
Relação CAH/CAF
a
C
0,99 BC a
a
B
a
0,95 B
C
b
0,64 BC ab
AB ab 0,39 B
b
Relação EA/CH
b
0,30 A
a
A
B
ab 0,31 B
a
A
b
0,28 A
a
AB a
0,34 B
a
TC8
TC10
1,62
1,67
1,00
0,98
A
A
B
A
a
a
b
b
1,48
1,70
1,94
0,90
AB b
A
ab
A
a
A
c
0,35
0,30
0,37
0,42
A
B
A
AB
a
a
a
a
0,31
0,29
0,34
0,44
A
ab
B
b
A
ab
AB a
influenciando a dinâmica do carbono nestas condições (Schaefer et al., 1997).
A relação EA/CH, que é representada pelas frações extraídas pela solução alcalina
(CAH+CAF=EA) e a humina (CH), apresentou valores relativamente baixos (Tabela 12),
confirmando o predomínio da fração não-extraível pela solução alcalina. Ocorreu semelhança
estatística entre os anos amostrados e o Cerrado, para esta relação, com exceção apenas na
profundidade de 5 a 10 cm, com valores reduzidos a partir do TC1. Isto demonstra que nesta
camada ocorreu eluviação das frações CAH e CAF, indicando um princípio de podzolização
destes solos (Benites et al., 2001).
4.3. Correlações do carbono orgânico total do solo e carbono de substâncias húmicas
O COT apresentou correlações significativas e positivas com a CTC pH 7,0 (T) e a
saturação por bases (SB) (Tabela 13). Entre as frações químicas da MOS, todas apresentaram
correlação significativa com estes atributos de fertilidade, com exceção de CAF e SB (Tabela
13). Para as frações da MOS, a CH apresentou o melhor coeficiente de correlação linear com a
T (r = 0,75***), enquanto a CAH apresentou um r = 0,60*** e o CAF e CMOL, um r = 0,47***.
O CH teve maior correlação com a T devido, provavelmente, à limitação do método
que mede a CMOL juntamente com o CH (Benites et al., 2003b), pois a CMOL está fortemente
ligado à fração mineral do solo.
O CAF teve baixa correlação com a T devido, provavelmente, à sua alta varibilidade,
ocasionada pela alta mobilidade desta fração (Schaefer et al., 1997) e pela limitação do
método que mede também compostos de baixo peso molecular, como açúcares, juntamente
76
Tabela 13. Matriz com os coeficientes de correlação entre saturação por bases (SB) e CTC pH
7,0 (T) e o carbono orgânico total do solo (COT), carbono nas frações humina
(CH), ácidos húmicos (CAH) e ácidos fúlvicos (CAF) e carbono na matéria orgânica
leve (CMOL) de um Neossolo Quartzarênico sob diferentes tempos de cultivo de
soja e milheto, em quatro profundidades de amostragem (n=96)
Atributos da fertilidade
do solo
SB
T
COT
CH
CAH
CAF
CMOL
0,63***
0,80***
0,65***
0,75***
0,44***
0,60***
-0,01ns
0,47***
0,47***
0,47***
ns - não significativo e *** - significativo ao nível de 0,1 % de probabilidade.
com o CAF (Benites, 1998).
O CMOL apresentou menor correlação com a T do que CH e CAH (Tabela 13) devido,
provavelmente, à sua maior quantidade de material lenhoso (Xavier et al., 2006), que se
refletiu no seu menor valor de T.
Apesar disso, estas relações entre o COT e as frações das substâncias húmicas e CMOL
com a T e a SB (Tabela 13), são amplamente relatadas (Peixoto, 1997; Grapeggia Júnior et
al., 2000a; Sousa & Lobato, 2002b; Benites et al., 2003a; Rice, 2005). Estes autores citam que
a MOS é a maior responsável pelo aumento da capacidade de retenção de bases trocáveis em
solos brasileiros, especialmente nos arenosos (Acosta et al., 2000b). Portanto, a MOS tem
grande efeito sobre a T, enfatizando a importância do manejo e conservação da matéria
orgânica no sistema estudado para manuteção de sua sustentabilidade agrícola.
4.4. Estoque de carbono do solo, substâncias húmicas e matéria orgânica leve
O estoque de COT do Cerrado foi inferior aos estoques do TC1 e TC6, e semelhante ao
TC2, TC8 e TC10 (Figura 10). A elevação do estoque de COT observado no TC1 ocorreu,
provavelmente, devido à incorporação da vegetação nativa (Resck et al., 1991). A partir do
TC1, o aporte anual dos restos culturais de soja e milheto devem ser os responsáveis pela
manutenção ou aumento dos estoques de COT em relação ao Cerrado (Silva et al., 2004), o
que deve contribuir para a sustentabilidade agrícola do sistema (Lovato et al., 2004).
No TC6, houve 28 % de aumento do estoque de COT (Figura 10), diferindo,
significativamente, do Cerrado. Nessa área, observaram-se elevadas produtividades de soja
(Tabela 1), milheto (Tabela 3) e elevado estoque de CMOL (Figura 10). A maior produtividade
dessas culturas, deve ter contribuído para maior produção de matéria seca nessa área, o que
deve ter sido responsável pelo aumento no seu aporte de carbono, elevando os teores de COT
e CMOL (D’andréa et al., 2004; Xavier et al., 2006).
77
32
COT
A
CMO L
A
AB
9
28
BC
26
BC
BC
CA H, CA F e CM OL, Mg ha -1
COT e CH , Mg ha -1
CAF
10
30
24
C
22
A
AB
20
18
BC
C
16
BC
Cerrado
8
B
7
6
5
AB
AB
AB
BCD
TC2
TC6
TC8
1
TC10
Tratamento
C
C
SC1
TC1
SC2
TC2
SC6
TC6
A
B
B
SC8
TC8
SC10
TC10
CD
D
Cerrado
Cerrado
C
AB
ABC
2
TC1
C
A
4
3
C
14
CAH
11
CH
Tratamento
Figura 10. Estoques de carbono orgânico total (COT), carbono nas frações humina (CH),
ácidos húmicos (CAH) e ácidos fúlvicos (CAF) e carbono na matéria orgânica leve
(CMOL), na profundidade de 0 a 40 cm, de um Neossolo Quartzarênico sob
diferentes tempos de cultivo de soja e milheto. Médias seguidas pela mesma letra,
em cada estoque, não diferem estatisticamente entre si pelo teste Tukey a 5 % de
probabilidade. TC1, TC2, TC6, TC8 e TC10 – áreas com 1, 2, 6, 8 e 10 anos de
cultivo, respectivamente.
Apesar das áreas amostradas terem sido recentemente introduzidas no sistema plantio
direto, que traz menor movimentação do solo e maior aporte de COT (Sá et al., 2001), e
mesmo sendo conduzidas, quase sempre, sob cultivo que causa maior movimentação do solo e
menor aporte de COT (Silva et al., 1994b), não demonstraram perdas consideráveis de COT
até aos 10 anos de cultivo. Isto pode ser explicado pelo uso constante de milheto como planta
de cobertura, com alta produção de matéria seca (Bonamigo, 1999), pois em áreas com cinco
anos de cultivo de soja, sob preparo convencional, foram relatadas perdas de 80 % do estoque
de COT em um RQ (Silva et al., 1994b).
O estoque de COT se mantém, provavelmente, devido aos estoques de CH, CAH e CAF,
já que assim como ocorreu com o COT, seus estoques foram semelhantes ou superiores ao
Cerrado com o tempo de cultivo (Figura 10). O estoque de COT apresentou relação linear
com o CH (r2 = 0,82***), CAH (r2 = 0,46***) e CAF (r2 = 0,68***). Apesar da presença de CMOL
como contaminante da CH, o estoque de CMOL teve baixa regressão com o COT (r2 = 0,08**),
indicando que a fração humina, pelo maior valor da regressão, foi a principal fração
contribuinte na manutenção de carbono nestes solos, após o manejo (Cunha et al., 2001;
Assis, 2004).
O estoque de COT neste solo foi sensível ao manejo adotado, com a sua manutenção
ou mesmo incremento com o tempo de cultivo, em relação à condição de cobertura com a
vegetação nativa (Cerrado), o que indica a melhoria da qualidade do solo e a eficiência do
manejo adotado (Grapeggia Júnior et al., 2000a; Conceição et al., 2005). Pois outros estudos
78
relataram perdas nos estoques de carbono (Fernandes et al., 1999) em solos com textura
semelhante ao estudado.
Mann (1986), analisando 625 pares de solos de regiões temperadas e tropicais,
observou uma perda máxima de 36 % de carbono, quando considerou todas as amostras. Já
quando considerou somente as amostras de solos arenosos (Inceptisols e Psamments), com
menores teores iniciais de carbono, as perdas foram de 13 %, talvez, segundo ainda o mesmo
autor, por essa diferença de comportamento ser determinada pelas diferentes quantidades de
carbono inicialmente presentes nos solos. Segundo Fernandes et al. (1999), aumentos dos
estoques ou menores taxas de perda de carbono, observadas nos solos inicialmente pobres em
carbono, indicam que está havendo relativamente maior entrada do que saída, em relação aos
solos com maiores quantidades iniciais de carbono.
4.5. Estoque de nitrogênio do solo, substâncias húmicas e matéria orgânica leve
Observaram-se aumentos nos estoques de nitrogênio total (NT) de 16 %, 7 %, 25 %,
17 % e 19 %, respectivamente para TC1, TC2, TC6, TC8 e TC10, em relação ao Cerrado
(Figura 11). O TC1, TC2 e TC8 foram semelhantes estatisticamente ao Cerrado, e TC6 e
TC10 apresentaram superioridade estatística. Estas alterações ocorreram, provavelmente, pelo
cultivo da cultura da soja, a partir do TC1, que fornece, anualmente, nitrogênio ao sistema por
via sibiótica (Grapeggia Júnior et al., 2000a), já que a incorporação de nitrogênio pela
vegetação natural é quase nula (Fernandes et al., 1999). O maior aumento ocorreu no TC6,
assim como para o estoque de COT, o que pode ser também explicado pelas altas
produtividades de soja desta área (Tabela 1), refletindo-se no estoque de NMOL (Figura 11).
Em Latossolos, têm sido observado aumentos (Choné et al., 1991) ou perdas (Cerri et
al., 1991) de NT em relação às áreas nativas. Apesar da grande mobilidade do nitrogênio,
especialmente em RQ (Spera et al., 1999b), nas condições observadas não ocorreram perdas
nas áreas cultivadas quando comparadas ao Cerrado.
Observou-se que o estoque de NT se mantém devido aos estoques de NH, NAH e NAF, já
que, assim como ocorreu com o NT, os seus estoques foram semelhantes ou superiores ao
Cerrado com o tempo de cultivo (Figura 11).
O estoque de NT apresentou regressão linear com o NH (r2 = 0,35***), NAH (r2 =
0,65***) e NAF (r2 = 0,68***). Mesmo com sua alta solubilidade, a fração ácido fúlvico, pelo
maior valor da regressão, foi a principal fração contribuinte na manutenção do nitrogênio
neste solo, após o manejo. O estoque de NMOL foi o único que apresentou baixa regressão com
o estoque de NT (r2 = 0,05**).
79
2,4
NT
2,2
NAH , NA F e NM O L, Mg ha -1
NT e NH, Mg ha -1
NMO L
AB
B
1,4
A
A
1,2
A
1,0
B
0,8
0,4
NAF
0,6
1,6
0,6
NAH
A
A
AB
AB
2,0
1,8
0,7
NH
A
A
0,4
ns
ns
A
A
ns
A
A
ns
ns
ns
A
0,3
B
B
B
0,2
B
C
0,1
B
Cerrado
Cerrado
0,5
C
SC1
TC1
SC2
SC6
TC2
TC6
Tratamento
SC8
TC8
0,0
SC10
TC10
Cerrado
Cerrado
SC1
TC1
SC2
SC6
TC2
TC6
Tratamento
SC8
TC8
SC10
TC10
Figura 11. Estoques de nitrogênio total (NT), nitrogênio nas frações humina (NH), ácidos
húmicos (NAH) e ácidos fúlvicos (NAF) e nitrogênio na matéria orgânica leve
(NMOL), na profundidade de 0 a 40 cm, de um Neossolo Quartzarênico sob
diferentes tempos de cultivo de soja e milheto. Médias seguidas pela mesma letra,
em cada estoque, não diferem estatisticamente entre si pelo teste Tukey a 5 % de
probabilidade. ns - não significativo. TC1, TC2, TC6, TC8 e TC10 – áreas com 1,
2, 6, 8 e 10 anos de cultivo, respectivamente.
Semelhante ao estoque de COT, o estoque de NT nesse solo foi sensível ao manejo
adotado, com a sua manutenção ou mesmo incremento com o tempo de cultivo, em relação à
vegetação nativa, o que indica a melhoria da qualidade do solo e a eficiência do manejo
adotado (Conceição et al., 2005).
4.6. Relações carbono/nitrogênio e substâncias húmicas do solo
Observou-se, quase sempre, semelhança estatística para as relações COT/NT, CAH/NAH
e CAF/NAF, entre as épocas amostradas e o Cerrado, e para a relação CH/NH, não ocorreu
significância na interação tempo x profundidade (Tabela 14).
No Cerrado e SC1, a relação COT/NT foi semelhante até 20 cm de profundidade e, a
partir do SC2, ocorre esta semelhança até 40 cm (Tabela 14). Isto indica que a decomposição
dos resíduos vegetais entre as profundidades são parecidas, em contradição aos resultados
obtidos por Assis (2004), que verificou aumento desta relação em profundidade, em um
Latossolo Vermelho de textura média (250 a 370 g kg-1 de argila), em sistema plantio direto.
Para as relações CH/NH, CAH/NAH e CAF/NAF também ocorre esta semelhança entre as
profundidades, na maioria das vezes.
O tempo de cultivo e a profundidade tiveram pouca influência na variação das relações
COT/NT, CH/NH, CAH/NAH e CAF/NAF deste RQ, quando comparado ao Cerrado (Tabela 14).
Entre as frações CH, CAH e CAF, a relação entre CH/NH tendeu a apresentar maiores
80
Tabela 14. Relações carbono orgânico total do solo e nitrogênio total (COT/NT), carbono e
nitrogênio nas frações humina (CH/NH), ácidos húmicos (CAH/NAH) e ácidos
fúlvicos (CAF/NAF) e carbono da matéria orgânica leve (CMOL/NMOL) de um
quatro profundidades de amostragem
Tempo de cultivo
TC6
TC8
TC10
COT/NT
0-5 14,70 AB a 15,18 A ab 13,75 AB a 11,87 AB a 11,88 AB a 11,74 B a
5-10 12,73 B
ab 16,91 A a 13,42 B
a 12,32 B
a 11,95 B
a 12,83 B a
10-20 14,54 AB a 16,14 A ab 13,55 AB a 13,99 AB a 13,13 AB a 12,07 B a
20-40 11,40 A
b 13,59 A b 14,59 A
a 13,73 A a 13,26 A
a 12,89 A a
CH/NH
0-5 25,20 ns
ns 20,62 ns ns 18,63 ns
ns 15,52 ns ns 14,34 ns
ns 13,04 ns ns
5-10 25,20 ns
ns 25,95 ns ns 17,23 ns
ns 16,50 ns ns 15,96 ns
ns 12,34 ns ns
10-20 24,02 ns
ns 23,69 ns ns 23,79 ns
ns 14,16 ns ns
ns 15,97 ns ns 17,64 ns
20-40 25,91 ns
ns 27,36 ns ns 25,78 ns
ns 16,54 ns ns
ns 24,41 ns ns 17,41 ns
CAH/NAH
0-5
7,61 A
a
8,85 A ab 7,69 A
b 7,84 A a 8,59 A
a 8,56 A a
5-10 7,03 B
ab 8,17 AB b 10,51 A
a 7,78 AB a 8,06 AB a 7,82 AB a
10-20 5,84 B
ab 8,10 AB b 2,75 C
c 5,68 BC a 7,53 AB a 9,47 A a
20-40 4,52 B
b 11,38 A a 6,82 B
b 7,05 B
a 6,59 B
a 7,24 B a
CAF/NAF
0-5 10,26 ABC a 10,92 AB a 8,38 ABC b 11,43 A a 7,11 C
a 8,14 BC a
5-10 10,92 A
a 11,40 A a 12,06 A
a 9,25 AB ab 6,67 B
a 6,29 B a
10-20 10,30 A
a 10,33 A a 11,10 A
ab 11,49 A a 9,12 AB a 6,02 B a
20-40 11,33 A
a 10,56 AB a 9,97 AB ab 8,14 AB b 7,76 B
a 8,22 AB a
CMOL/NMOL
0-5 60,26 A
b 31,99 B a 20,59 B
b 27,21 B
a 15,42 B
a 15,18 B b
5-10 86,47 A
a 31,68 B a 27,84 B
b 20,56 B
a 17,82 B
a 16,16 B b
10-20 71,27 A
ab 32,44 B a 28,48 B
b 16,58 B
a 22,71 B
a 17,48 B ab
20-40 57,99 A
b 45,80 AB a 47,63 AB a 16,56 C
a 22,82 C
a 34,13 BC a
Prof.
cm
Cerrado
TC1
TC2
valores em todos as áreas (Tabela 14), confirmando o maior grau de humificação desta fração
(Assis, 2004).
Nas camadas analisadas, os valores de CMOL/NMOL foram superiores aos de COT/NT,
assim como verificado por Freixo et al. (2000). Estes valores também foram superiores ao
CH/NH, CAH/NAH e CAF/NAF (Tabela 14), confirmando a maior recalcitrância da MOL (Roscoe
& Machado, 2002). Os maiores valores desta relação devem ocasionar uma menor velocidade
de decomposição da MOL (Assis, 2004), em relação às demais frações.
Houve grande redução na relação CMOL/NMOL a partir do TC1 até 20 cm de
profundidade, estendendo-se até aos 40 cm a partir do TC6, quando comparados ao Cerrado
(Tabela 14). Isto ocorreu, provavelmente, pela degradação da MOL original do Cerrado;
composta principalmente por gramíneas, arbustos e árvores com alta relação C/N (Roscoe &
Machado, 2002); após sua incorporação ao solo, e pela substituição por uma MOL com menor
relação C/N, originada dos cultivos sucessivos de milheto e soja. Estes cultivos devem manter
81
no solo grande quantidade de raízes pequenas, responsáveis por esta baixa relação C/N da
MOL.
Como uma maior relação C/N leva à necessidade de um maior período para a completa
mineralização pelos microrganismos (Reinrtsen et al., 1984), ocasionando maior tempo para
liberação de nutrientes ao solo (Alcântara et al., 2000) após o SC1, possivelmente ocorreu
mais rápida mineraliação da MOL e maior liberação de nutrientes ao solo (Tabela 14).
Esses resultados são contrários ao encontrado em um sistema de cultivo orgânico em
um RQ, onde foi relatada elevação da relação CMOL/NMOL até 15 cm de profundidade, em
comparação à mata nativa (Xavier et al., 2006), o que pode ser explicado pelo grande aporte
de resíduos vegetais por esta forma de cultivo.
4.7. Evolução de CO2 do solo
A atividade dos microrganismos, avaliada pela evolução de CO2 durante a
mineralização da MOS em respirômetro, apresentou valores acumulados de 0,19 a 0,52 g CCO2 kg-1 de solo aos 70 dias (Tabela 15).
Mesmo com os teores de COT, quase sempre, semelhantes ao Cerrado a partir do TC6,
até 20 cm de profundidade (Tabela 10), as quantidades de CO2 evoluídas são, em sua maior
parte, mais elevadas nestes tratamentos, aos 70 dias de amostragem (Tabela 15). Esta menor
evolução de CO2 ocorreu, provavelmente, devido à inibição da atividade microbiana causada
pelos elevados teores de Al+3 e baixos teores de Ca+2, Mg+2, K+ e P disponível (Tabela 4)
verificados para o Cerrado. Os microorganismos do solo têm melhor desenvolvimento com
maior disponibilidade de substrato e de nutrientes (Fialho et al., 1991; Passos, 2000).
A maior quantidade de C mineralizável, nestas áreas sob cultivo, parecem indicar
maior ciclagem de C e nutrientes (Xavier et al., 2006), o que deve estar relacionado com a
intensa produção de raízes pelas culturas de soja e milheto (D’andréa et al., 2002). Por este
motivo, apesar do Cerrado possuir maior percentagem de CAF (Tabela 11), fração mais lábil
da MOS, a quantidade de CO2 evoluída foi inferior, quando comparada às áreas sob cultivo.
Aos 21 dias de incubação, na camada de 0 a 5 cm, foram medidos 245 e 430 kg ha-1 de
C-CO2 (Tabela 15), respectivamente, para o Cerrado (56,70 g kg-1 de argila) e TC6 (121,20 g
kg-1 de argila). Valores semelhantes aos obtidos por Reeder et al. (1998), na mesma camada
de um solo arenoso (80 a 120 g kg-1 de argila) do semi-árido norte-americano, que relataram a
evolução de 243 e 379 kg ha-1 de C-CO2, respectivamente, para uma área com vegetação
nativa e outra já cultivada por quatro anos com gramíneas.
Conceição et al. (2005) mediram, aos 28 dias de incubação de amostras da camada de
82
Tabela 15. Evolução de CO2 (g C-CO2 kg-1 solo), até 70 dias após incubação, de um Neossolo
profundidades de amostragem
Prof.
cm
Cerrado
TC1
Tempo de cultivo
TC6
2 dias
TC2
0-5
5-10
10-20
20-40
0,05
0,03
0,03
0,02
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
0,04
0,04
0,03
0,03
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
0,06
0,06
0,03
0,03
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
0-5
5-10
10-20
20-40
0,10
0,09
0,10
0,07
B
C
AB
B
a
ab
ab
b
0,12
0,13
0,11
0,11
B
AB
AB
A
a
a
a
a
0,15
0,14
0,10
0,11
A
A
AB
A
0-5
5-10
10-20
20-40
0,13
0,13
0,12
0,10
C
C
AB
B
a
ab
ab
b
0,16
0,17
0,15
0,14
BC
AB
A
A
ab
a
ab
b
0,19
0,18
0,13
0,13
AB
A
AB
A
0-5
5-10
10-20
20-40
0,15
0,15
0,14
0,12
C
C
B
B
a
a
ab
b
0,18
0,20
0,17
0,15
BC
AB
AB
A
ab
a
ab
b
0,22
0,22
0,16
0,15
A
A
AB
A
0-5
5-10
10-20
20-40
0,17
0,16
0,15
0,12
D
C
B
B
a
a
ab
b
0,20
0,21
0,18
0,15
CD
AB
AB
AB
a
a
ab
b
0,24
0,24
0,17
0,16
AB
A
AB
A
0-5
5-10
10-20
20-40
0,18
0,17
0,16
0,13
D
C
C
B
a
a
ab
b
0,24
0,23
0,20
0,16
C
B
AB
AB
a
a
a
b
0,28
0,28
0,20
0,18
B
A
AB
A
0-5
5-10
10-20
20-40
0,19
0,18
0,17
0,14
D
C
C
B
a
a
ab
b
0,26
0,23
0,21
0,16
C
B
B
AB
a
ab
b
c
0,31
0,30
0,21
0,20
B
A
B
A
0-5
5-10
10-20
20-40
0,24
0,22
0,20
0,17
D
D
C
B
a
a
ab
b
0,33
0,28
0,23
0,17
C
C
BC
B
a
b
b
c
0,36
0,35
0,25
0,23
BC
AB
ABC
A
0,05
0,04
0,04
0,03
TC8
TC10
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
0,04
0,04
0,02
0,02
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
0,04
0,04
0,03
0,02
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
A
AB
A
AB
a
ab
b
c
0,13
0,11
0,09
0,10
AB
BC
B
AB
a
ab
c
bc
0,12
0,12
0,09
0,08
B
AB
B
B
a
a
b
b
A
AB
A
AB
a
ab
b
c
0,17
0,15
0,13
0,12
AB
BC
AB
AB
a
ab
bc
c
0,16
0,15
0,11
0,10
BC
ABC
B
B
a
a
b
b
A
AB
A
AB
a
a
b
c
0,22
0,18
0,16
0,16
A
BC
AB
A
a
b
b
b
0,20
0,19
0,15
0,15
AB
AB
AB
AB
a
a
b
b
A
A
A
AB
a
a
b
c
0,25
0,20
0,18
0,16
AB
B
AB
A
a
b
bc
c
0,23
0,22
0,17
0,17
BC
AB
AB
A
a
a
b
b
A
A
A
A
a
b
c
d
0,30
0,22
0,21
0,17
AB
B
AB
A
a
b
b
c
0,27
0,26
0,19
0,19
BC
AB
BC
A
a
a
b
b
A
A
A
A
a
b
c
d
0,32
0,24
0,23
0,18
B
B
AB
A
a
b
b
c
0,29
0,27
0,22
0,20
BC
AB
AB
A
a
a
b
b
A
A
A
AB
a
b
c
d
0,39
0,28
0,26
0,19
B
C
AB
AB
a
b
b
c
0,35
0,31
0,25
0,21
BC
BC
ABC
AB
a
a
b
b
6 dias
a
a
b
b
0,15
0,13
0,12
0,09
10 dias
a
a
b
b
0,19
0,17
0,15
0,12
15 dias
a
a
b
b
0,23
0,21
0,18
0,14
21 dias
a
a
b
b
0,27
0,24
0,20
0,15
28 dias
a
a
b
b
0,33
0,28
0,23
0,18
35 dias
a
a
b
b
0,37
0,31
0,25
0,19
49 dias
a
a
b
b
0,44
0,37
0,29
0,22
70 dias
0,28 C a
0,39 B
a
0,43 B
a
0,52 A a
0,44 B a
0,41 B
a
0,44 A b 0,32 CD b 0,35 BC b
0,28 D a
0,32 CD b
0,41 AB a
0,22 B b
0,26 AB c
0,28 AB b 0,31 A c
0,30 A b
0,28 A
c
0,22 AB b
0,19 B
d 0,27 A
b 0,24 AB d 0,21 B c
0,23 AB c
TC10 – áreas com 1, 2, 6, 8 e 10 anos de cultivo, respectivamente..
0-5
5-10
10-20
20-40
0 a 5 cm de um Argissolo Vermelho arênico, textura superficial arenosa/média, 0,28 e 0,29 g
de C-CO2 kg-1, respectivamente, para área de SPD (rotação de mucuna preta e milho) e campo
83
natural. No presente estudo, observou-se, para o Cerrado, com 28 dias de incubação e na
mesma camada, 0,18 g de C-CO2 kg-1 (Tabela 15). Valor inferior ao citado pelos autores, mas,
a partir do TC1, ocorreram incrementos de C-CO2, com valores variando de 0,24 a 0,33 g de
C-CO2 kg-1. Apesar das diferenças de clima e tempo de cultivo, os resultados aqui obtidos se
assemelham ao encontrado por estes autores, principalmente quando as áreas estão sob
cultivo, indicando que solos arenosos podem liberar quantidades semelhantes de C-CO2 em
diferentes localidades.
A representação gráfica dos resultados do Tabela 15 mostra que a respiração
microbiana, avaliada pela liberação de CO2, foi menos intensa nos maiores tempos de
amostragem (Figura 12). Isto pode ser atribuído à redução do substrato facilmente
decomponível pelos microrganismos e à menor disponibilidade de nutrientes (Fialho et al.,
1991; Passos, 2000; Ferreira et al., 2003).
As maiores quantidades de C-CO2 evoluídas ocorreram nos primeiros 10 cm de
profundidade (Tabela 15 e Figura 12), sendo os menores valores de C-CO2 medidos no
0,5
g C-CO2 kg-1 solo
0,4
0,3
Cerrado
1 ano
2 anos
6 anos
8 anos
10 anos
0-5 cm
5-10 cm
10-20 cm
20-40 cm
0,2
0,1
0,0
0,5
g C-CO2 kg-1 solo
0,4
0,3
0,2
0,1
0,0
0
10
20
30
40
50
60
70
0
Tempo em dias
10
20
30
40
50
60
70
Tempo em dias
Figura 12. Evolução de CO2, até 70 dias após incubação, de um Neossolo Quartzarênico sob
amostragem.
84
Cerrado, na maior parte do período avaliado, principalmente na camada de 0 a 20 cm (Figura
12). Nesta camada, até aos 20 dias da avaliação, os microorganismos devem ter se
desenvolvido com a reserva de nutrientes presente no solo, após este período, somente nas
áreas sob cultivo houve manuteção da atividade biológica (Fialho et al., 1991; Monteiro et al.,
2002).
Os valores da evolução acumulada de C-CO2 (Figura 12) ajustaram-se adequadamente
à função logística de crescimento (Passos, 2000; Monteiro et al., 2002; Andrade, 2005; Matos,
2005; Mendonça & Matos, 2005) em todos os tratamentos, com p < 0,001. Para demonstrar
estes ajustes, são citados dois exemplos para a profundidade de 0 a 5 cm, com a representação
dos dados amostrados e ajustados (Figura 13), observando-se grande variação na quantidade
acumulada C-CO2 evoluído, o que está de acordo com resultados da literatura (Monteiro et al.,
2002). A partir destes ajustes, foram obtidos os coeficientes da equação logística e o t1/2
(tempo de meia vida do C-CO2) (Tabela 16).
A máxima evolução de CO2 ou saturação da curva (coeficiente a), que está relacionada
à quantidade de C mais facilmente mineralizável (Monteiro et al., 2002), após o TC1,
apresentou valores superiores ao Cerrado em quase todas as camadas (Tabela 16). Apenas
para a camada de 20 a 40 cm de profundidade isto ocorreu somente no TC2.
O cultivo dessas áreas proporcionou características qualitativas que favoreceram a
decomposição e/ou maior proporção de C facilmente mineralizável (Andrade, 2005). Isto
pode ter sido causado por fatores como a decomposição da vegetação nativa, dos restos
culturais, as reações do calcário e o aumento da fertilidade do solo (Mendonça & Matos,
2005), principalmente por estas alterações estarem concentradas até 20 cm de profundidade.
Cerrado (0 a 5 cm)
0,5
C-CO2 = 0,40 / (1 + e - (-1,43 + 0,08 Tempo))
C-CO2 = 0,28 / (1 + e - (-1,00 + 0,06 Tempo))
0,4
g C-CO2 kg-1 solo
TC10 (0 a 5 cm)
R2 = 0,95***
R2 = 0,94***
0,3
0,2
0,1
0,0
0
6
15 20
28
35 40
49
60
70
0
Tempo em dias
6
15 20
28
35 40
49
60
70
Tempo em dias
Figura 13. Ajustes da evolução de CO2, até 70 dias após incubação, para a profundidade de 0
a 5 cm, no Cerrado e aos 10 anos de cultivo (TC10), utilizando-se da equação
logística y = a/(1+e-(b+cx)). *** - p < 0,001.
85
Tabela 16. Coeficientes da equação logística, tempo estimado para atingir a metade da
produção máxima de CO2 (t1/2 = -b/c) e coeficientes de determinação (R2) de um
medições de evolução de CO2 até 70 dias após incubação, em quatro
profundidades de amostragem
a(1)
Prof
Cm
0-5
5-10
10-20
20-40
b(1)
Cerrado TC1 TC2 TC6 TC8 TC10
0,28
0,27
0,21
0,23
0,40
0,30
0,23
0,16
0,43
0,40
0,26
0,26
0,49
0,43
0,30
0,22
0,43
0,30
0,27
0,19
0,40
0,33
0,27
0,21
Cerrado TC1
-1,00
-1,13
-0,93
-1,08
-1,34
-1,02
-1,26
-1,92
c(1)
Prof
Cm
0-5
5-10
10-20
20-40
0,06
0,09
0,16
0,38
0,07
0,08
0,09
0,07
TC6
TC8 TC10
-1,16
-1,15
-1,16
-1,02
-1,48
-1,36
-1,19
-1,11
-1,43
-1,16
-1,52
-1,72
-1,43
-1,28
-1,45
-1,73
t ½ (dias)
0,06
0,07
0,10
0,05
TC2
0,08
0,07
0,09
0,09
0,08
0,09
0,11
0,23
0,08
0,09
0,09
0,16
Cerrado TC1
16,84
18,61
10,62
22,65
21,85
11,84
8,21
5,02
TC2
TC6
TC8 TC10
18,03
15,59
13,44
14,45
18,87
18,81
12,81
12,02
17,31
13,44
13,99
7,47
18,31
14,09
16,04
10,70
R2
Prof
Cm
0-5
5-10
10-20
20-40
0,94
0,90
0,89
0,87
0,96
0,90
0,90
0,94
0,95
0,95
0,93
0,90
0,97
0,95
0,94
0,94
0,96
0,94
0,94
0,95
0,95
0,95
0,96
0,96
(1)
Equação logística y = a/(1+e-(b+cx)), sendo a - máxima evolução de CO2, b - maior tempo para atingir a
saturação de CO2 e c - taxa de crescimento da função. Todos os valores de r2 foram significativos a 1 %. TC1,
TC2, TC6, TC8 e TC10 – áreas com 1, 2, 6, 8 e 10 anos de cultivo, respectivamente.
Foram observadas diferenças nas saturações das curvas para a profundidade de 0 a 5
cm (Figura 13), obtendo-se para o Cerrado o valor do coeficiente a de 0,28 e, para os 10 anos,
o valor de 0,40 (Tabela 16).
O tempo necessário para atingir a saturação na evolução de CO2 (coeficiente b), que é
um parâmetro de posição, pois indica o deslocamento da curva horizontalmente (Passos,
2000), apenas nas camadas de 5 a 10 cm, para o TC1, e de 20 a 40 cm, para o TC2, foram
inferiores ao Cerrado (Tabela 16). Nas demais camadas, os maiores valores do coeficiente b
demonstraram que ocorrereu maior tempo para atingir esta saturação, devido às maiores
quantidades de CO2 evoluído. Observou-se no TC10, para o deslocamento horizontal
86
(coeficiente b) entre as curvas (Figura 13), maior tempo para atingir a saturação de CO2, b = 1,43, que o Cerrado, b = -1,00 (Tabela 16).
Em relação à taxa de crescimento da função (coeficiente c), que é associado à
labilidade do C na MOS (Passos, 2000), as áreas tiveram valores quase sempre superiores ao
Cerrado, principalmente abaixo de 20 cm (Tabela 16). Isto sugere que, a partir da abertura das
áreas, todas as camadas foram sensíveis às variações qualitativas da MOS (Monteiro et al.,
2002), ocorrendo mineralização mais intensa da MOS. As diferenças de valores para o
coeficiente c entre as épocas analisadas induziram a padrões diferentes de crescimento da
curva (Figura 13).
O tempo estimado para atingir a metade da produção máxima de CO2, ou tempo em
que ocorreu a inflexão da curva (t1/2), na camada e de 0 a 5 cm, em todos os tempos de
cultivo, foram superiores ao Cerrado (Tabela 16). Na camada de 5 a 10 cm, o Cerrado foi
superior a todos os anos, com exceção do TC6. A partir do TC2, na camada de 10 a 20 cm,
todas as épocas de cultivo foram superiores ao Cerrado, e na camada de 20 a 40 cm, o
Cerrado apresentou superioridade a todos os demais anos. Estes resultados demonstram
grande variabilidade no t½, já que seus maiores valores indicam que ocorreu mineralização
mais lenta do material vegetal e os menores valores estão associados a maiores teores de
formas lábeis de carbono orgânico (Passos, 2000).
O manejo dessas áreas, de modo geral, elevou a labilidade do carbono no solo
(aumento do coeficiente c) devido à diminuição do Al+3 e do aumento de nutrientes (Fialho et
al., 1991). Por isto, apresentaram uma maior evolução de CO2 (aumento do coeficiente a)
(Matos, 2005) e, conseqüentemente, um maior tempo para atingir a saturação de CO2
(elevação do coeficiente b) (Andrade, 2005).
Através das equações logísticas (Tabela 16), estimou-se os valores dos estoques de CCO2 aos 15, 30, 70 e 120 dias (Figura 14). Observou-se superioridade de quase todas as
épocas de cultivo em relação ao Cerrado, o que confirma a maior quantidade de CO2 lábil
nestes solos. Assim, a produção ou liberação de CO2 retrata a dinâmica da decomposição da
MOS pela atividade biológica, com a perda seletiva de compostos mais facilmente degradados
e o acúmulo de formas mais estáveis de carbono (Passos, 2000).
Quando se relaciona, para todos os tratamentos, o estoque de CO2 evoluído aos 120
dias (Figura 14) com o estoque de COT (Figura 10), na profundidade de 0 a 40 cm, o CO2
representou 6,07 %, 4,33 %, 7,19 %, 6,51 %; 5,94 % e 6,23 % do COT, respectivamente, para
o Cerrado, TC1, TC2, TC6, TC8 e TC10. Apesar de não diferirem significativamente (p <
0,05), ocorreu significância para os estoques de CO2 evoluído aos 120 dias, na camada de 0 a
40 cm de profundidade (Figura 14). Aos 120 dias, o estoque de CO2 é menor no Cerrado e
87
2,0
C-CO2
C-CO2
C-CO2
C-CO2
C - C O2 , Mg h a
-1
1,8
1,6
aos
aos
aos
aos
15 dias
30 dias
70 dias
120 dias
A
A
B
DE
E
BC
BC
CD
A
A
C
1,4
A
AB
AB
C
AB
B
1,2
1,0
C
A
A
A
A
A
0,8
B
0,6
0,4
Cerrado
SC1
TC1
SC2
SC6
TC2
TC6
Tratamento
SC8
TC8
SC10
TC10
Figura 14. Estoque de C mineralizável (C-CO2), estimado a partir da equação logística y =
a/(1+e-(b+cx)) para os 15, 30, 70 e 120 dias de incubação, na profundidade de 0 a 40
cm de um Neossolo Quartzarênico sob diferentes tempos de cultivo de soja e
milheto. Médias seguidas pela mesma letra, em cada estoque, não diferem
estatisticamente entre si pelo teste Tukey a 5 % de probabilidade. TC1, TC2, TC6,
TC8 e TC10 – áreas com 1, 2, 6, 8 e 10 anos de cultivo, respectivamente.
TC1, no TC2 e TC6 ocorreu elevação, voltando a cair no TC8 e TC10. Até ao TC1 isto ocorre
pela combinação de altos teores de Al+3 e menores teores de nutrientes (Fialho et al., 1991)
(Tabela 4), no TC2 e TC6, a maior presença de nutrientes no solo eleva estes valores e, após o
TC8, apesar dos níveis de nutrientes, começa a ocorrer a falta de C lábil no sistema (Passos,
2000).
Aos 120 dias, o estoque de C-CO2 variou de 1,39 a 1,85 Mg ha-1 nas áreas cultivadas
(Figura 14), o que demonstra a grande importância do C mineralizável nestes solos. Como
este intervalo é o tempo necessário para o desenvolvimento de uma cultura como a soja, esta
seria a quantidade de carbono lábil que este RQ poderia perder, caso houvesse uma aração
nestas áreas, e ,com isto, quantidades expressivas de nutrientes que se encontrariam ligados à
MOS. Demonstrando a importância deste manejo na permanência do C no solo e manuteção
ou melhoria da qualidade deste RQ.
A produção estimada de C-CO2 aos 120 dias elevou-se com aumento do t1/2,
comprovado por regressão linear (r2 = 0,39***) (Figura 15), demostrando que, apesar da
grande variabilidade de t1/2 (Tabela 16), seus valores acompanharam a produção de C-CO2. O
baixo valor desta regressão se deve, principalmente, à diminuição da atividade microbiana
após atingir t1/2 (Passos, 2000).
A correlação linear de Pearson entre C-CO2 e a SB (0,78***) e o m (-0,60***), com
valores máximos aos 28 dias (Tabela 17), confirma a razão do CO2 evoluído no Cerrado ser
88
g C-CO2 kg-1 solo, estimado aos 120 dias
0,60
0,55
C-CO 2 120 dias = 0,14 + 0,01 t1/2
r2 = 0,39***
0,50
0,45
0,40
0,35
0,30
0,25
0,20
0,15
0,10
2
4
6
8
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
Tempo de meia vida do C-CO2 (t1/2), dias
Figura 15: Relação entre a produção estimada de C-CO2 aos 120 dias e o tempo de meia vida
de C-CO2 (t1/2 = -b/c) de um Neossolo Quartzarênico sob diferentes tempos de
cultivo de soja e milheto (n = 96).
menor do que no TC6 a TC10: os altos valores de Al+3 e baixos teores das bases trocáveis em
condições naturais inibem a atividade dos microorganismos do solo (Fialho et al., 1991).
A partir de 21 dias de avaliação, os coeficientes de correlação de Pearson, para a
evolução de CO2 entre os dias avaliados e o COT, NT, SB, T, t, m e argila, são semelhantes
entre si (Tabela 17), e os coeficientes de variação (CV) da análise de variância são inferiores a
9,03 %. Estes resultados indicam que esta avaliação poderia ter sido realizada até esta época,
sem comprometimento das análises efetuadas, apesar de não retratar o estoque total de
Tabela 17. Correlações de Pearson para os valores da evolução de CO2 acumulado nos dias de
avaliação com o carbono orgânico total do solo (COT), nitrogênio total do solo
(NT), saturação por bases (SB), CTC pH 7,0 (T), CTC efetiva (t), saturação por
alumínio (m) e argila de um Neossolo Quartzarênico sob diferentes tempos de
cultivo de soja e milheto
2 dias
6 dias
10 dias
15 dias
21 dias
28 dias
35 dias
49 dias
70 dias
0,57
0,61
0,67
0,65
0,69
0,68
0,68
0,69
0,70
COT
0,50
0,59
0,66
0,69
0,75
0,77
0,78
0,78
0,80
NT
0,32
0,55
0,60
0,70
0,76
0,78
0,77
0,74
0,71
SB
0,42
0,51
0,60
0,56
0,57
0,52
0,50
0,52
0,52
T
0,38
0,57
0,64
0,72
0,78
0,79
0,79
0,77
0,75
t
ns
-0,14
-0,42
-0,43
-0,55
-0,58
-0,60
-0,59
-0,52
-0,46
m
0,27**
0,44
0,40
0,28**
0,26*
0,25*
0,24*
0,25*
0,23*
argila
24,78 % 11,53 % 9,99 %
9,35 %
9,03 %
8,60 %
8,15 %
9,02 % 9,01 %
CV
CV - coeficiente de variação. ** - p < 0,01, * - p < 0,05, ns - não significativo e em todas as demais p < 0,001.
Considerando n = 96.
89
carbono, que teve seu valor máximo aos 70 dias.
Por estes coeficientes de correlação de Pearson, pode-se verificar que, apesar deste
experimento de evolução de CO2 ter sido realizado a partir de TFSA e após 224 dias da coleta
das amostras de solo no campo, o método refletiu o que foi encontrado para as análises de
COT deste solo. Isto pode ser observado pelos valores dos coeficientes entre a evolução do
CO2 acumulado nos dias de avaliação e o COT (p < 0,001) (Tabela 17). Pois as análises de
evolução de CO2 têm sido freqüentemente indicadas para serem realizados o mais próximo
possível da amostragem de solo, para evitar maiores alterações nos microorganismos que o
colonizam (Mercante, 2001; Assis Júnior et al., 2003; Pereira et al., 2003).
5. CONCLUSÕES
A introdução de cultivo agrícola em Neossolo Quartzarênico, a partir de Cerrado
nativo, não causou alterações significativas nos teores totais de carbono orgânico e nitrogênio.
Porém, uma análise da distribuição do C e N nas diferentes frações indica uma alteração
significativa na qualidade da matéria orgânica ao longo do tempo. As maiores mudanças
ocorrem nos primeiros 20 cm de profundidade.
Esse manejo é promissor em manter ou mesmo aumentar os estoques de C e N do solo,
da matéria orgânica leve e das frações humina, ácido húmico e ácido fúlvico.
A redução da relação CAH/CAF, ao longo do período de manejo, indica perda seletiva
das frações mais solúveis, que pode estar acompanhada da perda de outros compostos
orgânicos de baixo peso molecular, como herbicidas e inseticidas, por se tratar de um solo
arenoso com baixa CTC.
A atividade microbiana medida pela liberação de CO2 pode ser considerada indicador
sensível às mudanças provocadas pelo uso do solo.
A evolução de C-CO2 indica que a adição de nutrientes e a redução do Al trocável,
propocionados pelo cultivo deste solo, favoreceu o aumento da taxa de decomposição
microbiana.
Apesar da possível perda da fração mais solúvel, não comprovada por todas as
avaliações, as análises para caracterização da matéria orgânica deste Neossolo Quartzarênico
indicam a melhoria da sua qualidade e, conseqüentemente, da sua sustentabilidade agrícola.
90
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102
CAPÍTULO 3
CARACTERIZAÇÃO DE ATRIBUTOS FÍSICOS DE UM NEOSSOLO
MILHETO
RESUMO
Quando o solo passa de uma condição de vegetação natural, como Cerrado nativo, para
o cultivo anual, ocorre um desequilíbrio no ecossistema, modificando seus atributos físicos,
sendo a intensidade dessas modificações variável com as condições de clima, manejo e
natureza do solo. Assim, os atributos físicos do solo são bons indicadores de sua qualidade e
permitem o monitoramento de áreas que sofreram algum tipo de interferência. O objetivo
deste trabalho foi descrever o efeito do tempo de exploração agrícola em áreas com 1, 2, 6, 8 e
10 anos de cultivo (TC1, TC2, TC6, TC8 e TC10), comparativamente, a uma área de Cerrado
nativo do tipo stricto sensu, em relação aos principais atributos físicos de um Neossolo
Quartzarênico. Em outubro de 2004, coletaram-se amostras de solo, com quatro repetições,
nas profundidades de 0 a 5, 5 a 10, 10 a 20 e 20 a 40 cm, para determinação de textura,
densidade de partículas, argila dispersa em água e grau de floculação; para densidade e
porosidade do solo, as amostras foram coletadas nas profundidades de 0 a 10, 10 a 20, 20 a 30
e 30 a 40 cm; e para resistência à penetração foi utilizado o penetrômetro de impacto modelo
IAA/Planalsucar/Stolf nas profundidades de 0 a 25, 26 a 35 e 36 a 45 cm; em propriedades da
Sementes Adriana Ltda, no município de Alto Garças (MT). Os resultados foram analisados
como um delineamento inteiramente casualizado, com os fatores tempo de cultivo e
profundidade, com quatro repetições. Não ocorreu diferenciação na porosidade total, mas
observou-se elevação da microporosidade e resistência do solo à penetração e diminuição da
macroporosidade, quando se comparou os tempos de cultivo com o Cerrado nativo. Apesar da
densidade do solo e resistência do solo à penetração não atingirem limites críticos
estabelecidos para solos arenosos, isto ocorreu para macroporosidade. A resistência do solo à
penetração é influenciada positivamente pela densidade do solo e negativamente pela umidade
do solo. Os atributos físicos analisados, até 40 cm de profundidade, demonstraram a
manutenção da qualidade do solo.
Palavras-chave: textura, densidade do solo, porosidade do solo, resistência do solo à
penetração, solo arenoso
103
CHARACTERIZATION OF PHYSICAL ATTRIBUTES OF A
QUARTZIPSAMMENT SOIL UNDER DIFFERENT CULTIVATION TIMES OF
SOYBEAN AND MILLET
ABSTRACT
When the soil passes from natural vegetation, as native Brazilian savanna to an annual
cultivation, a disequilibrium in the ecosystem occurs, modifying its physical attributes, being
the intensity of these modifications changeable with the climate conditions, management and
soil nature. So, the soil physical attributes are good indicators of its quality and allow
monitoring of areas that suffered some type of interference. The aim of this assignment was to
describe the effect of the time of agricultural exploration in areas with 1, 2, 6, 8 and 10 years
of cultivation (TC1, TC2, TC6, TC8 and TC10), comparatively to a native savanna area, in
relation to the main physical attributes of a Quartzipsamment soil. In October of 2004,
samples of a Quartzipsamment soil were collected, with four repetitions, in the depths of 0-5,
5-10, 10-20 and 20-40 cm for determination of texture, particle density, clay dispersed in
water and degree of flocculation; for bulk density and soil total porosity the samples were
collected in the depths of 0-10, 10-20, 20-30 and 30-40 cm; and for the penetration resistance
an impact penetrometer model IAA/Planalsucar/Stolf was used at the depths of 0-25, 26-35
and 36-45 cm; in areas belonging to Sementes Adriana Ltda in the city of Alto Garças, MT.
The results were analyzed as completely randomized delineation, with the factors time of
cultivation and depth, with four repetitions. No differentiation occurred in the soil total
porosity, but an increase in the microporosity and penetration resistance and decrease in the
macroporosity, when the times of cultivation with the native savanna were compared.
Although the bulk density and penetration resistance did not reach critical limits established
for sand soils, this occurred for macroporosity. The penetration resistance is influenced
positively by the bulk density and negatively by the soil moisture. The analyses of the
physical attributes, until 40 cm depth, demonstrated the maintenance of the soil quality.
Key words: texture, bulk density, soil porosity, penetration resistance, sand soil.
104
1. INTRODUÇÃO
A desestruturação do solo, a compactação, o aumento da densidade, a redução da
aeração e os baixos teores de carbono orgânico total, são considerados os principais
indicadores da degradação física dos solos agrícolas, podendo-se utilizar de outras variáveis
para avaliar estes atributos, como por exemplo, a resistência do solo à penetração, como
medida indireta do grau de compactação de um solo. Tal degradação, com todas as suas
implicações e conseqüências, tem resultado no desafio de viabilizar sistemas de produção que
possibilitem maior eficiência energética e conservação ambiental, criando-se novos
paradigmas tecnológicos baseados na sustentabilidade (Wendling, 2003).
Pode-se definir preparo do solo como prática agrícola que objetiva otimizar todas as
condições para germinação das sementes e desenvolvimento das plantas, através da
mobilização física, química e biológica do solo (Jorge et al., 2003). A correta escolha do
sistema de preparo e manejo do solo na agricultura é fator imprescindível para obtenção de
alta produtividade, com um mínimo de alterações físicas indesejáveis ao solo.
Na região central do Brasil, a grande evolução na adoção do sistema plantio direto
(SPD), observada nos últimos anos, deve-se à formação e manutenção de cobertura morta,
melhoria das propriedades física e química do perfil do solo, mecanização do plantio, manejo
das plantas daninhas e pragas, dentre outros. Entretanto, sob as condições climáticas deste
bioma, tem sido difícil a formação e, principalmente, a manutenção de volume de palhada em
quantidade suficiente para proteger plenamente a superfície do solo, devido à presença de
uma estação seca que interrompe o crescimento dos vegetais. Este fato torna-se ainda mais
drástico em solos arenosos, por possuírem menor capacidade de retenção hídrica.
A degradação física dos Neossolos Quartzarênicos (RQ) está relacionada à redução nos
teores de matéria orgânica (Silva et al., 1994b), resultando em menor retenção de água (Ottoni
Filho, 2003) e estabilidade dos agregados do solo (Six et al., 1999; Costa et al., 2003; Nissen
& Wander, 2003).
Por outro lado, o SPD, na maioria das situações, quando comparado ao preparo
convencional, tem promovido melhoria nas propriedades física, química e biológica do solo,
contribuindo para aumentar a infiltração de água e a redução da erosão, mantendo mais
uniforme a umidade e a temperatura do solo, contribuindo para aumentar a disponibilidade de
nutrientes para as culturas.
Todavia, há ainda, principalmente na região do Cerrado, carência de informações, com
base em experimentos de longa duração, sobre o monitoramento do efeito das alterações nas
105
propriedades físico-hídricas do solo, ao longo do tempo de adoção do SPD (Assis & Lanças,
2003; Oliveira et al., 2004), principalmente para solos de textura arenosa.
Alguns atributos do solo já são reportados na literatura, principalmente para solos
argilosos, tais como a densidade do solo, que mostra uma tendência de aumento nos primeiros
anos de cultivo e, com o passar dos anos, apresenta uma gradativa diminuição (Cruz et al.,
2001). Entretanto, muitas dúvidas sobre o sistema persistem, sendo necessário obter
informações de outros atributos físicos (Assis & Lanças, 2003).
O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do tempo de exploração agrícola, em áreas
de produção de grãos e sementes de soja e milheto, nos principais atributos físicos de um
Neossolo Quartzarênico (RQ).
2.1. Atributos físicos e manejo do solo
Quando o solo passa de uma condição de vegetação natural, como Cerrado nativo, para
o cultivo anual, ocorre um desequilíbrio no ecossistema, modificando seus atributos físicos,
cuja intensidade varia com as condições de clima, manejo e natureza do solo (Godefroy &
Jacquin, 1975; Da Ros et al., 1997). O sistema intensivo de uso e manejo do solo pode alterar
seus atributos físicos, ocasionar degradação e perda da qualidade do solo, e causar prejuízo
para a sua sustentabilidade (Souza et al., 2005), influenciando a produtividade das culturas
por meio das modificações na disponibilidade de água, na difusão de oxigênio e na resistência
que a matriz do solo oferece à penetração das raízes (Eavis, 1972; Hamblin, 1985; Letey,
1985; Boone et al., 1986).
As principais alterações são evidenciadas quando se utilizam propriedades físicas
relacionadas com a forma e com a estabilidade estrutural do solo, tais como: densidade do
solo (De Maria et al., 1999; Silveira et al., 1999; Stone & Silveira, 2001), porosidade do solo
(Silveira et al., 1999; Beutler et al., 2001; Oliveira et al., 2001) e resistência do solo à
penetração das raízes (Tormena & Roloff, 1996; De Maria et al., 1999; Rosolem et al., 1999;
Beutler et al., 2001; Souza et al., 2005). Modificações na densidade e na porosidade do solo
podem variar consideravelmente, dependendo da textura, dos teores de matéria orgânica do
solo (Curtis & Post, 1964) e da freqüência de cultivo (Hajabbasi et al., 1997).
Assim, os atributos físicos do solo são bons indicadores de sua qualidade e permitem o
monitoramento de áreas que sofreram algum tipo de interferência, determinando o melhor uso
106
como aquele que provoca menor degradação (Arshad et al., 1996).
Como a qualidade física do solo é a capacidade do mesmo em promover ao sistema
radicular condições físicas adequadas para o crescimento e desenvolvimento das plantas
(Tormena et al., 1998b), a quantificação e a compreensão do impacto dessas práticas de
manejo sobre a qualidade física do solo são fundamentais no desenvolvimento de sistemas
agrícolas sustentáveis (Dexter & Youngs, 1992).
A utilização de um sistema de manejo com menor revolvimento do solo e que
proporciona acúmulo de resíduos das culturas na superfície, em áreas anteriormente
degradadas pelo preparo inadequado do solo, está possibilitando a recuperação destes
atributos físicos (Da Ros et al., 1997), pois a matéria orgânica é o principal componente para
melhorar a qualidade do solo, em relação aos atributos físicos, já que em razão de sua baixa
densidade específica, diminui a densidade do solo, aumenta a retenção de água, forma
agregados estáveis, o que auxilia no desenvolvimento do sistema radicular (Hernani et al.,
1995). Com o emprego do SPD, tem sido relatado a diminuição da erosão e o aumento da taxa
de infiltração de água, do diâmetro dos agregados, da atividade microbiana e da produtividade
das culturas (Campos et al., 1995; Ruedell, 1995).
Valores limites de atributos físicos do solo em relação ao crescimento das plantas têm
sido documentados na literatura (Taylor et al., 1966; Grable & Siemer, 1968). Várias
pesquisas revelam estreita interação das condições físicas do solo e o crescimento das plantas,
uma vez que as raízes parecem dispor de mecanismos de detecção dessas condições, enviando
sinais à parte aérea, que controla o crescimento e a expansão foliar (Masle & Passioura, 1987;
Passioura & Gardner, 1990; Davies & Zangh, 1991). Essas condições são quantificadas por
variáveis relacionadas à estrutura do solo, apesar de que, freqüentemente, tem-se enfatizado
sobre a necessidade de um número mínimo de variáveis que integrem tais condições (Boone
et al., 1987; Boone, 1988; Dexter, 1988), considerando os problemas envolvidos na redução
de complexas interações para uma única variável (Topp et al., 1994).
2.2. Compactação do solo
Um problema comum de várias áreas de produção agrícola, a compactação dos solos,
tem aumentado de intensidade, principalmente com a modernização da agricultura, devido ao
uso de grades aradoras, tratores e colhedoras mais pesados, e o maior número de operações
envolvendo tráfego, até mesmo em áreas sem mobilização de solo, como no SPD (Reinert,
1993; Tormena & Roloff, 1996). A alta impedância mecânica resultante dessa compactação
interfere no ambiente de crescimento das raízes (Bauder et al., 1981; Cassel, 1982), reduzindo
107
a produtividade (Tormena & Roloff, 1996).
A compactação pode ser definida como o movimento das partículas do solo para
posições mais próximas entre si, por ação de forças naturais, como umedecimento e secagem,
ou por forças externas exercidas pelo homem, animais ou tráfego de máquinas (Reinert,
1993). Um solo é considerado agronomicamente compactado quando a proporção do volume
total de poros em relação ao volume do solo é inadequada ao máximo desenvolvimento de
uma cultura ou manejo eficiente do campo (Mantovani, 1987).
O fenômeno da compactação não se restringe aos solos argilosos, pois em solos
arenosos os problemas de compactação e adensamento vêm ocorrendo, seja pela falta de
cuidado em seu manejo, ou pela existência de propriedades intrínsecas que ditam seu
comportamento em relação à compactação e/ou adensamento (Carvalho Júnior, 1995). De
maneira geral, para estes dois tipos de solos, a principal causa do problema refere-se ao
tráfego ou mobilização em solo muito úmido, isto é, umidade próxima ou maior que o limite
de plasticidade (Reinert, 1993).
Para Håkansson et al. (1988), de maneira geral, o plantio convencional tem ocasionado
compactação subsuperficial em virtude da mobilização e descompactação mecânica da
camada mobilizada. Assim, neste sistema pode-se constatar camada compactada na
profundidade imediatamente abaixo da profundidade de operação do implemento (Machado,
2003).
Stone & Silveira (1999) constataram, num Latossolo Vermelho-Escuro, que o preparo
do solo com grade aradora gerou compactação na camada de 10 a 24 cm. Ao passo que, no
SPD, a compactação é mais superficial, pela não-mobilização do solo e concentração das
cargas, acumulativas ao longo dos anos, na camada superficial dos solos.
É importante ressaltar, ainda, que o efeito da compactação é variável entre os anos,
associado com o regime hídrico do solo (Assis & Lanças, 2003). Torres & Saraiva (1999)
observaram que nos anos de melhor distribuição de chuvas o efeito da compactação sobre a
produtividade da soja foi minimizado, enquanto que, nos anos mais secos, a compactação
afetou negativamente a produtividade da soja.
A compactação dos solos afeta diretamente a aeração, retenção de água e resistência do
solo que, juntamente com a temperatura do solo, são os fatores físicos que diretamente afetam
o desenvolvimento e crescimento vegetal (Reinert, 1993). Em solos arenosos, bem drenados,
a redução da aeração e o aumento da retenção de água, aparentemente, não têm acarretado
grandes conseqüências às plantas (Reinert, 1993; Spera et al., 1998).
Os parâmetros mais comuns de medição do estado de compactação são: textura do
solo, densidade do solo, porosidade total do solo, macroporosidade, microporosidade e
108
resistência do solo à penetração (Reinert, 1993; Albuquerque et al., 1995; Costa et al., 2003;
Spera et al., 2004).
2.3. Textura do solo
A distribuição das partículas do solo, de acordo com seu tamanho, é um dos fatores
mais importantes na predição da tendência de um solo à compactação/adensamento (Bodman
& Constantin, 1965; Staple, 1975; Gupta & Larson, 1979; Resende et al., 2002).
Os solos arenosos, além da pobreza natural em agentes agregantes, como óxidos de Fe
e Al e matéria orgânica (Ker et al., 1992), adiciona-se o fato da fração areia apresentar uma
distribuição de tamanho pouco selecionada, e também devido ao fato das partículas de areia se
rearranjarem de forma mais acirrada do que aqueles com predominância da fração argila
(Mantovani, 1987; Pacheco & Dias Júnior, 1990; Resende et al., 1992; Maltoni, 1994; Dias
Júnior & Miranda, 2000), facilitando o empacotamento, reduzindo a porosidade, aumentando
a coesão, dificultando as operações de máquinas, penetração de raízes e de água (Resende et
al., 2002; Portugal et al., 2004).
Souza (1997) observou que a predominância de areia fina exige especial
acompanhamento nos sistemas de preparo do solo, dada à facilidade de sua compactação, em
particular pela pressão exercida por tráfego de máquinas e animais. Abrahão et al. (1998)
verificaram que o maior teor de areia fina facilitou o arranjo mais compacto das partículas,
contribuindo, assim, para o aumento da compacidade relativa nos horizontes de maior
resistência à penetração, em perfis de diferentes classes de solo. De maneira geral, solos
arenosos que apresentam maiores quantidades de areia muito fina e areia fina são os que
sofrem maior acréscimo na densidade do solo, quando em condições que propiciam a
compactação (Portugal et al., 2004).
Em relação à susceptibilidade à erosão, os solos argilosos, devido à menor porosidade,
podem ser mais susceptíveis à erosão na ocorrência de chuvas torrenciais, mas são nos solos
arenosos, devido à baixa agregação, causada pela baixa quantidade de matéria orgânica e
argila, que ocorrem maiores perdas de solo, quando são preparados (Oliveira et al., 1999).
Dessa forma, a manutenção da cobertura vegetal assume importância na redução da erosão
desses solos, já que a matéria orgânica atua como agente agregante.
2.3.1. Textura do solo e carbono orgânico total
A relação entre o carbono orgânico total (COT) e argila não é sempre clara, pois
algumas comparações tenderam a não mostrar relação direta (Mcdaniel & Munn, 1985; Lugo
109
& Brown, 1993; Reeder et al., 1998; Percival et al., 2000; Zinn et al., 2005b), enquanto outras
mostraram aumento no estoque do COT com o aumento da argila (Spangenberg et al., 1996;
Zinn et al., 2002; Galvão et al., 2005).
Comparando as mudanças no COT em solos de textura arenosa e argilosa, Zinn et
al.(2005a) relataram perdas mais elevadas em solos de textura arenosa (≤ 200 g kg-1 de argila)
sob sistemas não-intensivos (pastagens, SPD e culturas perenes). Com a exclusão dos solos de
textura arenosa, as mudanças no COT refletiram ligeiros ganhos, embora não-significativos
para as profundidades de 0 a 20 e de 0 a 40 cm.
A susceptibilidade dos solos de textura arenosa às perdas de COT sob cultivo foram
relatadas nos EUA (Bowman et al., 1990) e Brasil (Lepsch et al., 1994; Silva et al., 1994b;
Koutika et al., 1999).
Silva et al. (1994b) observaram que cinco anos de gradagem pesada em solos arenosos,
para o cultivo de soja na região do Cerrado, reduziram em 80 % o COT na profundidade de 0
a 15 cm. A intensa perda do COT, em solos de textura arenosa cultivados, pode ser atribuída
ao fácil rompimento dos agregados e à exposição da matéria orgânica particulada, e a uma
pobre adsorção e estabilização de derivados orgânicos originados da decomposição da MOS
(Zinn et al., 2005a). Essa perda de COT e, conseqüentemente, o declínio da qualidade destes
solos, sugere que seja recomendado o uso de cultivos que não causem grandes distúrbios ao
solo (Zinn et al., 2005a), como o sistema de plantio direto ou cultivo mínimo.
2.4. Densidade do solo
A densidade do solo é afetada pela cobertura vegetal, teor de matéria orgânica e uso e
manejo do solo (Corsini & Ferraudo, 1999; Silva et al., 2000a). O aumento excessivo da
densidade do solo acarreta diminuição do volume total de poros, redução da permeabilidade e
da infiltração de água, quebra dos agregados e aumento da resistência mecânica à penetração,
o que ocasiona prejuízo à qualidade física do solo (Souza et al., 2005).
Densidades do solo entre 1,27 e 1,57 kg dm-3 são restritivas ao crescimento radicular e
à infiltração de água no solo (Alvarenga et al., 1996; Corsini & Ferraudo, 1999). De maneira
geral, o valor de 1,40 kg dm-3 é aceito como limite crítico, que aumenta com o decréscimo do
teor de argila do solo (Arshad et al., 1996). Por isto, solos arenosos apresentam faixa de
variação de densidade do solo entre 1,40 e l,80 kg dm-3, e os valores superiores a l,60 kg dm-3
indicam prováveis problemas de compactação (Veihmeyer & Hendrickson, 1948; Reinert,
1993).
O aumento da densidade de solo em áreas agrícolas, nos primeiros anos de adoção do
110
SPD, é reportado por vários autores, sendo considerado como consequência normal do
sistema (Vieira, 1981; Reinert, 1990; Håkansson & Medvedev, 1995; Lange, 2002),
entretanto, informações sobre o tempo de cultivo, os sistemas de rotação empregados e os
teores de COT muitas vezes são omitidas em tais discussões, fatores estes que assumem
importante papel no controle da densidade do solo em áreas cultivadas sob SPD.
Henklain et al. (1996) e Henklain (1997), em estudos em áreas sob SPD de longa
duração, observaram que a compactação mais elevada, nos primeiros anos de adoção do
sistema, não justifica a mobilização dessa camada para melhor condicionamento físico e
maior produção. Pois, segundo (Assis, 2002)), é neste período que o sistema começa a se
consolidar pelos efeitos dos restos culturais, tanto na superfície como, principalmente, na
subsuperfície, havendo melhorias na qualidade de poros, que, embora menores, apresentam-se
contínuos ao longo do perfil, além de canais e galerias formados pela decomposição dos
diferentes sistemas radiculares das rotações de culturas e adubos verdes introduzidos,
atividade biológica e fendas provocadas pelos gradientes de umidade.
2.5. Porosidade do solo
A porosidade total está relacionada com o manejo do solo, como práticas de
mecanização (Gimenez et al., 1997), tipo de cultura implantada, tipo de solo, biologia e
macroestrutura do solo (Everts & Kanwar, 1992). A utilização mais intensa de máquinas
agrícolas provoca mudanças nos atributos físicos do solo, ocorrendo alterações significativas
nas condições físicas de alguns solos, em virtude do tráfego contínuo de máquinas pesadas e
do uso frequente de equipamentos agrícolas em dias em que os níveis de água do solo são
muito elevados (Taylor & Beltrame, 1980; Jorge, 1983). Essas alterações referem-se ao
decréscimo da porosidade (principalmente a macroporosidade ou porosidade de aeração) e da
permeabilidade e ao aumento da compactação em relação às condições originais (Assis,
2002).
Diversos estudos definem uma porosidade de aeração mínima de 10 %, para que a
difusão de oxigênio atenda à demanda do sistema radicular (Vomocil & Flocker, 1966; Grable
& Siemer, 1968; Kiehl, 1979b; Argenton et al., 2005).
Em solos latossólicos, a água tem maior retenção nos poros menores, nos quais têm
menor disponibilidade para as plantas, enquanto nos poros maiores a própria gravidade
remove a água e, entre esses extremos, existem os poros intermediários em tamanho e na
tendência de comportamento, fato também observado em solos arenosos, pois possuem
semelhanças quanto à movimentação da água (Resende et al., 2002). Como a maior parte da
111
água disponível está nos poros intermediários, nestes solos, a compactação poderia ser
benéfica por aumentar estes poros, com a devida cautela para que não haja efeitos contrários.
Como exemplo, pode ser citado que um aumento da densidade de um Latossolo Vermelho
Férrico de 1,15 para 1,30 kg dm-3 estimulou o crescimento de leguminosas arbóreas,
provavelmente pelo contato mais íntimo entre raiz e solo nestas condições (Oliveira, 1995).
A adoção da rotação de culturas no sistema plantio direto é muito importante,
principalmente utilizando espécies que, além de produzirem grandes quantidades de massa,
possuam um sistema radicular agressivo e profundo, capazes de explorar diferentes camadas
no perfil do solo e que, ao se decomporem, funcionam como substratos aos organismos do
solo e formem os chamados bioporos (Teixeira Neto et al., 2003), sendo o milheto umas das
espécies mais indicadas (Bonamigo, 1999).
2.6. Resistência do solo à penetração
A resistência mecânica do solo à penetração (RP) descreve a resistência física que o
solo oferece a uma raiz em crescimento ou uma ferramenta de cultivo que tente se mover
através dele (Souza et al., 2003a). A RP é a medida indireta que melhor representa as
condições para o desenvolvimento das raízes das plantas (Benghough & Mullins, 1990;
Tormena & Roloff, 1996).
A RP geralmente aumenta com a compactação do solo (Reinert, 1993), sendo
indesejável em certos limites para o crescimento das plantas, ocasionando redução no
desenvolvimento do sistema radicular (Spera et al., 2000) e, conseqüentemente, na parte aérea
das plantas (Weaich et al., 1992a).
A complicação maior para verificação dessa hipótese é que a RP aumenta com o
decréscimo da umidade do solo (Patrizzi et al., 2003), e a força de retenção da água também
aumenta com este decréscimo, implicando em menor disponibilidade de água às plantas
(Reinert, 1993). Este autor cita, ainda, que é difícil separar qual o fator mais limitante ao
desenvolvimento e crescimento vegetal, se a disponibilidade da água ou a RP, mas para
diversos vegetais em solos arenosos, mesmo uma RP mais elevada tem permitido o
crescimento radicular, fazendo com que a disponibilidade de água seja o fator crítico.
A RP pode ser medida utilizando-se um penetrômetro de impacto, método que fornece
dados qualitativos, exigindo amostragem de solo para determinação da umidade gravimétrica.
É um indicador secundário da compactação em uma condição específica do solo, dependente
da densidade do solo, da umidade, da textura e do tipo de argilomineral (Spera et al., 2000;
Patrizzi et al., 2003; Souza et al., 2005).
112
A quantificação da RP pode ser utilizada para avaliar o impacto de sistemas de uso e
manejo, no processo de compactação do solo (Dias Júnior & Pierce, 1996). Quando o cultivo
do solo é inadequado, verifica-se deterioração de sua estrutura, pela diminuição da
porosidade, da condutividade hidráulica e da permeabilidade, e aumento da densidade do solo,
proporcionada, principalmente, pelo aumento de sua RP (Cassel & Lal, 1992; Pedrotti et al.,
2001).
Maiores dificuldades têm sido encontradas em estabelecer valores críticos de RP, pois
a umidade do solo é o fator mais relacionado à resistência. Então, em um ciclo de
umedecimento e secagem, entre uma chuva e outra, os valores podem variar desde condições
não-limitantes à condições limitantes, o que pode modificar totalmente a interpretação,
dependendo de quando a determinação for feita (Reinert, 1993).
Isto pode ser verificado pela grande variação nos valores de limites críticos
encontrados na literatura. Segundo Arshad et al. (1996), a RP pode ser restritiva ao
crescimento radicular quando varia de 2 a 4 MPa. Stolf et al. (1983) e Souza & Alves (2003)
relataram que valores superiores de RP em SPD, na ordem de 5,0 MPa, são admitidos, pois as
raízes crescem por canais contínuos deixados pela fauna do solo e pelo sistema radicular
decomposto. Tormena & Roloff (1996), em SPD, sugerem valores em torno de 2 MPa,
enquanto diversos outros autores consideram este valor como o limite crítico (Taylor et al.,
1966; Weaich et al., 1992b; Silva et al., 1994a; Tormena et al., 1998b). Já para solos arenosos,
Sene et al. (1985) consideraram como limite crítico o intervalo entre 6,0 a 7,0 MPa.
Apesar disso, o valor de 2,0 MPa tem sido aceito como limite crítico (Tormena et al.,
1998b; Abreu et al., 2004), mesmo que as diferentes espécies de plantas apresentem
comportamento diferenciado para penetrar o solo (Materechera et al., 1991). Algumas
pesquisas têm demonstrado que as culturas podem apresentar crescimento radicular sob
resistências superiores a 2,0 MPa (Ehlers et al., 1983; Topp et al., 1994), ou restrito sob
resistências ainda menores que este valor (Benghough & Mullins, 1990). Certamente, o
problema da compactação existe tanto para solos argilosos como para solos arenosos, a
diferença básica está nos valores críticos.
O uso dos limites críticos para solos arenosos é importante para evitar a realização
desnecessária de sua descompactação mecânica, pois além do dispêndio de energia e
exposição do solo à ação erosiva ocasionada pelos métodos do seu controle, este fato é
agravado pela grande fragilidade destes solos (Reinert, 1993).
Encontram-se, na literatura, diversos relatos de maior RP no início do SPD, em razão
da ausência do revolvimento e a ocorrência de tráfego de máquinas agrícolas, constituindo um
dos principais problemas do sistema (Carvalho Júnior et al., 1998; Tormena et al., 1998a;
113
Silva et al., 2000b; Beutler et al., 2001; Assis, 2002). Desta forma, espera-se que o sistema
radicular das culturas tenha dificuldade de crescimento; todavia, observações experimentais
têm demonstrado ser possível, nestas condições, adequado crescimento radicular, pela
presença de cobertura do solo em níveis adequados, promovendo a manutenção de maior teor
de água, que resulta na redução dos efeitos da maior RP (Tormena & Roloff, 1996).
Para as análises dos atributos físicos, as amostras foram coletadas no período entre 11 e
16 de outubro de 2004, antes do plantio da soja, na safra 2004/05. Todos os locais amostrados
foram georreferenciados com o uso de um GPS Garmin EMAP76S com precisão de 15 m.
cm). A amostragem foi feita na entrelinha do último plantio de soja. A coleta nas
profundidades de 0 a 5 cm e 5 a 10 cm foi realiza com enxadão, e de 10 a 20 cm e 20 a 40 cm
com trado holandês. Para compor uma amostra composta foram coletadas 20 subamostras por
repetição, com 4 repetições por área amostrada. Para as análises de densidade do solo,
macroporosidade, microporosidade e porosidade total, foram utilizadas profundidades
diferentes, conforme descrito a seguir.
As determinações de textura do solo, fracionamento de areia, densidade de partículas,
dispersão de argila, grau de floculação, densidade do solo e porosidade do solo foram
realizadas no Laboratório de Solos da FESURV - Universidade de Rio Verde.
3.2. Textura do solo
A composição granulométrica foi determinada através do método da pipeta, usando-se
hidróxido de sódio como dispersante do solo (Embrapa, (1997). Foram obtidas as frações
areia total (2,0-0,053 mm), silte (0,053-0,002 mm) e argila (<0,002 mm).
3.3. Fracionamento das partículas de areia
As partículas de areia foram fracionadas por peneiramento a seco, em areia muito
grossa (2,0 a 1,0 mm), areia grossa (1,0-0,5 mm), areia média (0,5-0,25 mm), areia fina (0,25114
0,106 mm) e areia muito fina (0,106-0,053 mm); segundo a escala do Soil Survey Staff
(1993). Devido à grande variabilidade, areia muito grossa, areia grossa e areia média foram
somadas nas análises estatísticas.
3.4. Densidade de partículas
A densidade de partículas foi determinada pelo método do balão volumétrico, com
álcool etílico como líquido penetrante (Embrapa, 1997).
3.5. Argila dispersa em água e grau de floculação
A argila dispersa em água foi determinada de forma semelhante ao da argila dispersa
em NaOH, utilizando-se apenas água destilada para dispersar o solo (Embrapa, 1997). O grau
de floculação (GF) foi calculado segundo a fórmula:
GF = (argila total - argila dispersa em água) x 100/argila total
3.6. Densidade e porosidade do solo
Para as análises de densidade do solo, macroporosidade, microporosidade e porosidade
total, foram coletadas amostras indeformadas no ponto central utilizado como referência para
as subamostragens das análises químicas.
Estas amostragens, utilizando-se cilindros metálicos de Uhland com 7 x 7 cm, foram
efetuadas nas profundidades de 0 a 10, 10 a 20, 20 a 30 e 30 a 40 cm, em quatro locais por
gleba, sendo considerados como repetições. A amostragem foi feita com a abertura de
trincheiras com 0,4 × 0,4 × 0,4 m, na entrelinha do último plantio de soja.
A densidade do solo foi determinada pelo método do anel volumétrico (Embrapa,
1997). O solo, contido nos anéis volumétricos, foi seco em estufa a 105-110º C por 24 horas e
pesado, sendo este peso dividido pelo volume do anel, o que resultou no valor da densidade
do solo (Blake, 1965).
A macro e microporosidade foram determinadas pelo método da mesa de tensão,
separando-se os poros com diâmetros maiores e menores que 0,05 mm, macroporos e
microporos, respectivamente. Para isso foi utilizado o método descrito por Richards (1965),
empregando-se a tensão de 0,006 MPa (60 cm de coluna d’água), através da unidade de
sucção, após saturação prévia da amostra de acordo com metodologia da EMBRAPA (1997).
A água retida nas amostras, depois de atingido o equilíbrio, correspondeu à microporosidade
(Equação 1); a porosidade total foi determinada com base na expressão de Danielson &
115
Sutherland (1986) (Equação 2) e a macroporosidade foi a diferença entre a porosidade total e
a microporosidade.
M = ((a - b)/c), onde
(Equação 1)
M = microporosidade (%)
a = peso da amostra após ser submetida a uma sucção de 60 cm de coluna de água (g)
b = peso da amostra seca a 105-110º C (g)
c = volume do cilindro (cm3)
PT = (1 - Ds/Dp) * 100, onde:
(Equação 2)
PT = Porosidade total (%)
Ds = densidade do solo (kg dm-3)
Dp = densidade de partículas (kg dm-3)
3.7. Resistência do solo à penetração
Para as determinações da resistência do solo à penetração foi utilizado o penetrômetro
de impacto modelo IAA/Planalsucar/Stolf, conforme metodologia desenvolvida por Stolf et
al. (1983). Devido à grande variabilidade destas avaliações, efetuaram-se 10 amostragens,
num raio de 20 m ao redor de cada uma das repetições de cada gleba. A média destas 10
amostragens compuseram cada uma destas repetições, que conforme o ítem anterior, tomou-se
como referência o ponto central georreferenciado.
No momento da determinação da RP, foram, também, retiradas amostras de solo para
determinação da umidade gravimétrica. Estas amostras foram armazenadas e transportadas em
sacos plásticos, e a umidade determinada segundo metodologia descrita por EMBRAPA
(1997).
Por ser um solo arenoso, foi necessário baixo número de pancadas para penetração na
profundidade desejada. Por este motivo, foi feito a média das amostragens compreendidas no
intervalo das profundidades 0 a 25, 26 a 35 e 36 a 45 cm nos levantamentos da resistência do
solo à penetração para análise estatística.
tratamentos (tempo de cultivo e solo), as diferenças entre locais cultivados e aquele nãocultivado foram atribuídas ao tempo e ao sistema de cultivo.
116
sistema de cultivo com oito anos (TC8) e sistema de cultivo com 10 anos (TC10)) em quatro
profundidades de amostragem (0-5, 5-10, 10-20 e 20-40 cm), totalizando 24 tratamentos. Nas
análises de resistência do solo à penetração, estas análises foram realizadas de forma
semelhante, apenas com alteração do fator profundidade que possuía três níveis (0-25, 26-35 e
36-45 cm).
O efeito dos tempos de cultivo do solo sobre os atributos físicos, para cada
profundidade, foram avaliados pela análise de variância e as médias comparadas pelo teste de
Tukey ao nível de 5 % de probabilidade, utilizando-se do programa GENES (Cruz, 2001).
entre si e com os atributos químicos e da matéria orgânica do solo, utilizando-se o programa
Statistica (Statsoft Inc., 1990). As análises de regressões e correlações não-lineares foram
realizadas através das médias entre as profundidades das variáveis, quando estas foram
determinadas em profundidades diferentes entre si.
4.1. Análise textural e densidade de partículas
O solo das áreas analisadas, na camada de 0 a 40 cm, apresentou teores de argila
inferiores a 150 g kg-1 (Tabela 18). Este é o limite máximo de argila para um Neossolo
Quartzarênico (RQ) (Embrapa, 1999b), até esta profundidade. Os teores de areia encontrados
(Tabela 18) foram próximos aos 900 g kg-1 relatos pelo Projeto Radambrasil em RQ nesta
região (Brasil, 1983).
O TC6 destaca-se por apresentar uma quantidade maior de argila + silte, até os 20 cm
de profundidade, e menor de areia, até os 10 cm, que as demais áreas (Tabela 18). Os
percentuais de areia para o Cerrado e o TC8 apresentam os maiores valores médios, diferentes
estatisticamente dos demais anos.
Os valores da relação silte/argila, apresentaram distribuição semelhante, em cada uma
117
Tabela 18. Areia total, silte, argila, argila + silte, relação silte/argila e densidade de partículas
de um Neossolo Quartzarênico sob diferentes tempos de cultivo de soja e milheto,
em quatro profundidades de amostragem
Tempo de cultivo
TC2
TC6
TC8
TC10
Areia total (2,0 a 0,053 mm), g kg-1
0-5 917,89 A a
841,74 C a 852,10 BC a 804,73 D c 902,52 A a 868,09 B a
5-10 911,02 A a
857,76 B a 851,48 B a 810,48 C bc 904,11 A a 865,66 B a
10-20 912,18 A a
846,91 B a 847,70 BC a 827,02 C ab 910,07 A a 855,72 B a
20-40 919,92 A a
845,38 C a 839,60 C a 830,92 C a 902,54 A a 865,11 B a
Silte (0,053 a 0,002 mm), g kg-1
0-5
24,41 D ab 54,52 B a 45,03 BC a 75,10 A a 25,60 CD a 91,55 A a
5-10 41,56 CD a
42,28 CD a 51,36 C a 73,59 B a 28,96 D a 97,00 A a
10-20 29,37 CD ab 51,89 B a 49,25 B a 48,21 BC b 21,88 D a 98,99 A a
20-40 16,73 D b
53,41 B a 53,92 B a 44,99 BC b 30,32 CD a 86,69 A a
Argila (<0,002 mm), g kg-1
0-5
57,58 ns ns 103,74 ns ns 102,87 ns ns 120,16 ns ns 71,95 ns ns 40,36 ns ns
5-10 47,30 ns ns 99,96 ns ns 97,16 ns ns 116,04 ns ns 67,06 ns ns 37,40 ns ns
Argila + Silte (<0,053 mm), g kg-1
0-5
81,99 D a
158,26 B a 147,90 BC a 195,27 A a 97,56 D a 131,91 C a
5-10 88,86 C a
142,25 B a 148,52 B a 189,62 A ab 96,02 C a 134,40 B a
10-20 87,82 C a
153,09 B a 152,31 B a 172,98 A bc 89,94 C a 144,28 B a
20-40 80,08 C a
154,71 A a 160,40 A a 169,08 A c 97,46 C a 134,85 B a
Relação Silte/Argila
0-5
0,44 B b
0,53 B a
0,45 B a
0,63 B a
0,36 B a
2,33 A a
5-10
0,91 B a
0,42 C a
0,54 BC a
0,64 BC a
0,44 BC a
2,61 A a
10-20 0,51 B ab
0,51 B a
0,50 B a
0,39 B a
0,33 B a
2,27 A a
20-40 0,27 B b
0,53 B a
0,52 B a
0,36 B a
0,45 B a
1,83 A b
Densidade de Partículas, kg dm-3
0-5
2,48 ns ns
2,48 ns ns 2,47 ns ns 2,46 ns ns 2,48 ns ns 2,47 ns ns
5-10
2,48 ns ns
10-20 2,49 ns ns
20-40 2,52 ns ns
Prof.
cm
Cerrado
TC1
das áreas do TC1 ao TC8 (Tabela 18). Em geral, os valores da relação silte/argila não
demonstraram a perda de argila da superfície, por eluviação até os 40 cm de profundidade,
talvez porque, conforme as amostragens realizadas pelo Projeto Radambrasil em RQ desta
região (Brasil, 1983), isto só foi encontrado em profundidades superiores a 40 cm. Pode-se
observar que apenas para o TC10 os valores desta relação foram superiores estatisticamente
aos demais anos em todas as profundidades, ocasionado, principalmente pelos altos teores de
silte desta área.
As equações de regressão linear (Figura 16) monstraram aumento do conteúdo da
fração areia à medida que os teores das frações silte e argila diminuem (Kiehl, 1979c).
Observou-se maior relação entre os teores das frações areia e argila (r2 = 0,51***) do que entre
as frações areia e silte (r2 = 0,34***).
118
140
120
120
100
100
Silte, g kg -1
Argila, g kg-1
140
80
60
40
20
0
760
80
60
40
Argila = 592,40 - 0,59 Areia
r2 = 0,51***
780
800
820
840
20
860
Areia, g kg
880
900
920
940
0
760
Silte = 407,98 - 0,41 Areia
r2 = 0,34***
780
800
820
-1
840
860
Areia, g kg
880
900
920
940
-1
Figura 16. Relação entre a fração areia e as frações argila e silte de um Neossolo
profundidades de amostragem (n = 96). *** - p < 0,001.
Em relação à densidade de partículas, a interação tempo x profundidade não
apresentou diferença significativa (Tabela 18). Isto deve ocorrer pelos RQ possuírem baixos
teores de argila e silte; apresentando, em sua mineralogia, basicamente, quartzo e
argilominerais do grupo da caulinita; e predomínio de partículas de areia (0,053 a 2,0 mm),
constituídas, principalmente, de grãos de quartzo (Spera et al., 1999b; Resende et al., 2002).
Explicando a ocorrência da grande homogeneidade em relação à densidade de partículas
destas glebas, pois o quartzo possui um peso específico de 2,65 (Kiehl, 1979a; Ferreira,
1993), próximo à média geral das áreas amostradas (2,47 kg dm-3).
Segundo Kiehl (1979a), Brady (1989) e Ferreira (1993), o maior teor de matéria
orgânica do solo (MOS) nos horizontes superficiais (Tabela 4) contribui para a redução da
densidade de partículas em decorrência do menor peso da MOS. Este fato não foi observado
neste RQ (Tabela 18), pois, assim como citado por Urchei (1996) e Assis (2002), a variação
dos níveis de MOS não foram suficientes para promover esta modificação.
4.2. Textura do solo e carbono orgânico total
O COT não se correlacionou com nenhuma das variáveis da Tabela 18, os valores das
correlações de Pearson para COT e argila foram de r = 0,12ns e entre COT e argila + silte foi
de r = 0,20ns. Estes resultados estão de acordo com os observados por diversos autores
(Mcdaniel & Munn, 1985; Lugo & Brown, 1993; Reeder et al., 1998; Percival et al., 2000;
Zinn et al., 2005b). Por outro lado, Zinn (2005) encontrou relação linear significativa entre as
concentrações de COT e argila + silte, nas camadas de 2,5 a 95 cm, em três solos de texturas
119
contrastantes, incluindo um RQ. Possivelmente, a ausência de correlação, no presente estudo,
pode ter ocorrido, dentre outros fatores, pelo baixo intervalo textural observado entre as
amostras (Tabela 18), o que corrobora afirmação de Zinn et al. (2005b).
4.3. Fracionamento de areia
No fracionamento da areia, a interação tempo x profundidade não apresentou
significância (Tabela 19). Apesar disso, pôde-se observar, para o TC6, maiores valores de
areia muito fina até 20 cm de profundidade, e menores de areia fina até os 40 cm de
profundidade, em relação às demais glebas.
Considerando todas as glebas, houve predomínio de areia fina, média geral de 605,90 g
-1
kg , e muito fina, média geral de 224,20 g kg-1 (Tabela 19). Souza (1996) e Lopes (1989)
citam que o predomínio da fração areia fina contribui, associado a outros fatores, com a
formação de camadas compactadas/adensadas, por acarretar obstrução de poros. Porém, Spera
et al. (1998) citam que, em solos arenosos, é preferível o cultivo de lavouras anuais em áreas
onde os teores da fração areia fina predominem sobre a fração areia grossa, pois nestas
condições a capacidade de retenção de água é maior. Isto foi observado nas condições deste
trabalho, já que a fração areia fina predominou sobre a fração maior que 0,25 mm (areia
grossa) (Tabela 19).
Reforçando essa informação, Resende et al. (2002) e Oliveira (1995) relatam que solos
Tabela 19. Fracionamento da fração areia de um Neossolo Quartzarênico sob diferentes
Prof.
cm
0-5
5-10
10-20
20-40
0-5
5-10
10-20
20-40
0-5
5-10
10-20
20-40
Tempo de cultivo
Cerrado
TC1
TC2
TC6
TC8
TC10
Somatório da areia muito grossa, grossa e média (2,0 a 0,25 mm), g kg-1
64,14
59,23
57,99
57,60
52,94
33,17
69,85
59,47
60,90
60,75
54,39
28,76
70,08
51,56
57,20
58,59
50,10
32,62
68,28
54,14
60,15
54,01
48,91
32,17
-1
Areia Fina (0,25 a 0,106 mm), g kg
641,96
656,19
589,44
485,50
636,36
644,39
636,34
660,14
604,71
502,13
632,72
599,62
645,90
635,03
589,85
517,64
608,77
611,17
609,31
648,17
578,41
555,41
637,66
615,36
-1
Areia Muito Fina (0,106 a 0,053 mm), g kg
196,28
174,00
226,35
272,59
211,98
220,50
205,93
178,33
212,76
271,27
219,22
250,20
196,85
210,84
226,97
261,32
222,10
245,51
223,00
203,96
227,40
245,05
227,75
250,96
120
arenosos podem se benefíciar da redução no número de poros e aumento da compactação com
o tempo de cultivo, causando a elevação do armazenamento de água, já que esta proporção de
areia, facilita o aumento da densidade do solo. Esta alta percentagem de areia fina e muito
fina, apesar de tender a obstruir os poros do solo e a aumentar a compactação, pode elevar a
capacidade de retenção de água.
4.4. Argila dispersa em água e grau de floculação
Observou-se que, diferentemente da argila dispersa em NaOH (Tabela 18), a argila
dispersa em água apresentou significância estatística na interação tempo x profundidade
(Tabela 20). O TC2 e TC6, em todas as profundidades, e o TC1, nas profundidades
compreendidas entre 10 e 40 cm, apresentaram valores de argila dispersa em água superiores
ao Cerrado.
O TC1 possui maiores teores de argila dispersa em água, provavelmente, pela
desagregação causada pela movimentação do solo com gradagens (Pereira, 1997) e pelo uso
de altas doses de calcário (Prado, 2003), situação que se reflete até o TC6, após o qual se
assemelha ao Cerrado. O maior tempo de uso do solo no TC8 e TC10, com a produção
contínua de resíduos vegetais de soja e milheto, pode ser responsável pela maior agregação do
solo e redução da dispersão de argila em água (Prado, 2003), melhorando, assim, a qualidade
do solo.
Os maiores valores de argila dispersa em água ocorreram, em todos os anos de cultivo,
na profundidade de 20 a 40 cm, apenas com exceção do TC10 em que as profundidades
Tabela 20. Argila dispersa em água e índice de floculação de um Neossolo Quartzarênico sob
amostragem
Tempo de cultivo
TC2
TC6
TC8
TC10
Argila Dispersa em Água, g kg -1
0-5
18,88 C b 34,08 BC b 49,01 B
c 68,05 A b 28,37 C b 25,85 C b
5-10 30,16 BC b 44,48 B b 60,61 A
bc 75,15 A b 34,85 BC b 28,49 C ab
10-20 25,88 C b 45,81 B b 69,04 A
b 81,78 A b 33,72 BC b 39,32 BC ab
20-40 53,22 CD a 101,98 B a 101,11 B
a 120,41 A a 60,52 C a 40,48 D a
Índice de Floculação, g kg -1
0-5 691,86 A a 693,67 A a 528,45 ABC a 408,40 BC a 590,82 AB a 364,71 C a
5-10 407,72 AB b 590,45 A a 396,49 AB ab 342,92 BC a 463,05 AB a 143,31 C b
10-20 515,75 AB ab 573,25 A a 334,90 BC b 353,82 BC a 512,56 AB a 219,21 C ab
20-40 57,89 A c 68,22 A b 76,67 A
c 56,24 A b 86,03 A b 185,05 A ab
Prof.
cm
Cerrado
TC1
121
compreendidas entre 5 a 40 cm foram semelhantes estatisticamente entre si (Tabela 20). Estes
maiores teores de argila dispersa em água nas maiores profundidades, não verificado para a
argila dispersa em NaOH, pode demonstrar a percolação de argila extra-agregados, já que este
método dispersa somente esta forma de argila. Este fato pode indicar um processo de
podzolização deste solo (Gomes, 2005), ocorrendo, inclusive, nas condições do Cerrado. A
qualidade deste RQ não sofre redução com esta percolação, pois apesar da perda de argila em
profundidade, esta situação ocorre também naturalmente.
O índice de floculação (IF) foi semelhante ao Cerrado em praticamente todos os anos
(Tabela 20), indicando baixa variação em seus valores com o tempo de cultivo. O IF teve
maiores valores nas camadas superficiais, comprovado pela sua relação inversa com a
profundidade (r2 = -0,53***). Os maiores teores de carbono orgânico total (Tabela 12) podem
ser responsáveis por isto, pois este também se relaciona com o IF (r2 = 0,39***).
O IF foi significativamente menor no TC10, em relação ao Cerrado, até os 20 cm de
profundidade, o que pode ser explicado pelas maiores quantidades de calcário utilizadas nessa
área (Rosa Rosa Júnior et al., 1988) e pelo maior tempo de reação do mesmo. O aumento da
alcalinidade aumenta a dispersão de argila, pois o carbonato de cálcio e a alta concentração
eletrolítica reduzem a floculação (Alvarenga & Davide, 1999; Prado, 2003).
A dispersão da argila ocorre pela maior repulsão entre as partículas de solo pelo
aumento da carga líquida negativa e da espessura da dupla camada elétrica difusa, ocasionada
pela substituição do Al+3 pelo Ca+2 e Mg+2 (Fontes et al., 1995). Pavan & Oliveira (1997)
citam ainda que em solos ácidos, os íons H+ e Al+3 são considerados responsáveis pelo alto IF
das partículas do solo. Isto pode ser demonstrado pela correlação, entre o H+Al e IF, para as
amostras do solo ácido do Cerrado (r = 0,59*, n = 16), já que, na análise conjunta dos dados,
ela foi menor (r = 0,21*, n = 96).
Como o IF é um parâmetro que permite interpretações quanto ao grau de estabilidade
dos agregados do solo e sua resistência à erosão (Kiehl, 1979c; Lange, 2002), verificou-se que
podem ocorrer problemas quanto à qualidade do solo, principalmente, no maior tempo de
cultivo avaliado.
4.5. Densidade do solo, porosidade total e distribuição de poros por tamanho
Neste estudo, foi constatado aumento da densidade do solo com o tempo de adoção
deste manejo, em relação ao Cerrado, principalmente nas profundidades entre 10 e 30 cm do
TC2 ao TC8 (Tabela 21), com a densidade do solo superior a 1,60 kg dm-3 após o TC2. Este
aumento pode ser explicado pelo maior tráfego de máquinas (Cruz et al., 2003), já que o
122
Tabela 21. Densidade do solo, macroporosidade, microporosidade, relação micro/
macroporosidade e porosidade total de um Neossolo Quartzarênico sob
amostragem
Tempo de cultivo
TC2
TC6
TC8
TC10
Densidade do Solo, kg dm-3
0-10
1,41 B a
1,43 AB a
1,52 A
b 1,43 AB b 1,42 AB b 1,49 AB b
10-20 1,47 B a
1,50 B
a
1,62 A
a
1,61 A a 1,62 A
a 1,53 AB ab
20-30 1,45 B a
1,52 AB a
1,61 A
ab 1,62 A a 1,59 A
a 1,61 A a
30-40 1,47 B a
1,52 AB a
1,55 AB ab 1,62 A a 1,53 AB a 1,56 AB ab
Macroporosidade, %
0-10 24,62 ns ns 8,56 ns
ns 12,74 ns
ns 11,23 ns ns 10,79 ns
ns 9,91 ns ns
10-20 17,88 ns ns 8,72 ns
ns 12,66 ns
ns 6,15 ns ns 6,41 ns
ns 8,45 ns ns
20-30 24,23 ns ns 15,19 ns
ns 12,73 ns
ns 6,04 ns ns 7,01 ns
ns 6,37 ns ns
30-40 24,07 ns ns 15,65 ns
ns 11,82 ns
ns 6,06 ns ns 10,12 ns
ns 7,98 ns ns
Microporosidade, %
0-10 17,70 C ab 33,62 A
a
26,12 B
a 30,28 AB a 31,77 AB a 31,42 AB a
10-20 20,19 B a 31,51 A
a
22,39 B
a 29,85 A a 29,92 A
a 31,45 A a
20-30 14,19 C b 22,69 B
b 21,51 B
a 31,18 A a 29,21 A
a 29,80 A a
30-40 14,35 C b 21,19 B
b 23,21 AB a 28,20 A a 27,72 A
a 29,27 A a
Relação Mi/Ma
0-10
0,76 B a
4,81 A
a
2,28 AB a
3,22 AB a 3,54 AB a 3,88 A a
10-20 1,42 C a
4,19 ABC ab 1,99 BC a
4,86 AB a 4,74 AB a 5,15 A a
20-30 0,60 C a
1,58 BC b
1,81 BC a
5,23 A a 4,34 AB a 4,94 A a
30-40 0,60 C a
1,61 BC b
2,04 ABC a
4,81 A a 2,79 ABC a 3,90 AB a
Porosidade Total, %
0-10 42,31 ns ns 42,18 ns
ns 38,86 ns
ns 41,51 ns ns 42,56 ns
ns 41,34 ns ns
10-20 38,07 ns ns 40,24 ns
ns 35,06 ns
ns 35,99 ns ns 36,32 ns
ns 39,90 ns ns
20-30 38,42 ns ns 37,88 ns
ns 34,24 ns
ns 37,22 ns ns 36,23 ns
ns 36,18 ns ns
30-40 38,42 ns ns 36,84 ns
ns 35,03 ns
ns 34,26 ns ns 37,84 ns
ns 37,25 ns ns
Prof.
cm
Cerrado
TC1
Cerrado e o TC1 foram semelhantes estatisticamente em todas as profundidades. O acúmulo
de resíduos culturais no TC10, confirmado pelos teores de carbono orgânico total (COT)
(Tabela 12), fizeram com que a densidade do solo ficasse semelhante ao Cerrado até 20 cm de
profundidade (Marun, 1996).
A redução da densidade do solo no TC10 (Tabela 21), é semelhante aos resultados de
Assis (2002), que relata, para um Nitossolo Vermelho distroférrico textura muito argilosa,
diminuição da densidade do solo, na profundidade de 0 a 5 cm, em sistema plantio direto com
12 anos de adoção, quando comparado ao preparo convencional e com plantio direto de 1, 4, e
5 anos de cultivo. Neste trabalho, a redução não se restringe apenas aos 5 cm iniciais, mas
estendendo-se até à profundidade de 20 cm (Tabela 21).
A densidade do solo no Cerrado e no TC1 foram estatisticamente semelhantes nas
diversas profundidades amostradas (Tabela 21), e, a partir do TC2, ocorrem variações entre
elas. Para o TC6 e TC8 os maiores valores foram encontrados abaixo de 10 cm, ocorrendo
123
diferença estatística entre estas e a profundidade de 0 a 10 cm. Este aumento da densidade do
solo em profundidade pode ser explicado também pela ocorrência da movimentação de
maquinário nestas áreas (Cruz et al., 2003).
O aumento da densidade do solo em subsuperfície também foi observado por Assis
(2002), que relatou maiores valores de densidade do solo na profundidade de 10 a 15 cm,
quando comparadas a 0 a 5 cm para mata nativa, plantio convencional e sistema plantio direto
de 1, 4, 5 e 12 anos em um Nitossolo Vermelho distroférrico textura muito argilosa,
explicando este fato pela maior presença de MOS na profundidade de 0 a 10 cm, favorecendo
a maior estruturação do solo. Os teores de MOS foram semelhantes ou superiores ao Cerrado
após o TC1, até 10 cm de profundidade (Tabela 4), indicando que a deposição superficial de
restos culturais (Da Ros et al., 1997) favoreceu esta redução.
Marun (1996) encontrou correlação significativa entre densidade do solo e COT (r = 0,82***) em Latossolo Vermelho-Escuro, textura arenosa (9 a 18 % de argila) com 5 anos de
plantio convencional, o que vem destacar o papel preponderante da MOS para a redução da
densidade do solo. Para o RQ em estudo, observou-se uma menor correlação dos valores da
densidade do solo com os teores de COT (r = -0,53***).
Prado (1991) e Spera et al. (1999a), em levantamentos de solos, encontraram,
respectivamente, valores de 1,40 e 1,32 kg dm-3 para densidade de RQ, resultados que se
aproximam deste trabalho para o Cerrado (Tabela 21). A densidade do solo encontrada por
Souza et al. (2005) em um RQ, para a profundidade de 0 a 20 cm, foi de 1,41 e 1,59 kg dm-3,
respectivamente, para o Cerrado e dez anos de cultivo com soja em plantio direto; valores
semelhantes aos obtidos neste estudo que foi de 1,44 e 1,51 kg dm-3 para Cerrado e TC10,
respectivamente (Tabela 21).
Baver et al (1972) citam como índice crítico ao desenvolvimento radicular, em solos
arenosos, o valor de 1,75 kg dm-3. Veihmeyer & Hendrickson (1948) e Reinert (1993) relatam
que valores superiores a l,60 kg dm-3 indicam prováveis problemas de compactação. Nos
resultados obtidos, os valores de densidade do solo se situaram no intervalo de 1,42 a 1,62 kg
dm-3 nas áreas sob cultivo (Tabela 21), portanto não ultrapassando estes limites.
Em relação à porosidade total, um solo ideal deve apresentar 50 % de volume de poros
que, na capacidade de campo, teria 33 % ocupado pela água e 17 % ocupado pelo ar
(Camargo & Alleoni, 1997). Este fato não foi aqui observado, pois em todos os anos e
profundidades, esta apresentou valores abaixo de 50 % (Tabela 21), indicando que, mesmo
sob Cerrado, este solo tem menor porosidade total do que a de um solo ideal.
Estatisticamente, não foi verificada redução na porosidade total e macroporosidade em
todas as áreas estudadas, quando comparadas com o Cerrado (Tabela 21). Ocorrendo
124
entretantanto o aumento da microporosidade a partir do TC1, com valores até 90 % superior
ao Cerrado. O espaço poroso do solo sob Cerrado, em todas as profundidades, apenas com
exceção de 10 a 20 cm, foi composto predominantemente por macroporos, e a partir do TC1,
este resultado se inverte, com predomínio de microporos.
Pela Figura 17, observa-se regressão linear entre macroporosidade e microporosidade
(r2 = -0,78***). O aumento da microporosidade pode ter sido ocasionado pela obstrução dos
poros pela areia fina, associado a fatores, como, por exemplo, as operações mecânicas de
incorporação do calcário (Lopes, 1989; Souza, 1996).
A redução na macroporosidade tem grande efeito sobre o desenvolvimento radicular
das plantas e sobre a velocidade de infiltração de água, por imprimir ao solo condições de
baixa aeração (Cintra et al., 1983), principalmente em solos argilosos. Nas profundidades
compreendidas entre 0 a 20 cm, para o TC1; 10 a 40 cm, para o TC6; 10 a 30 cm, para o TC8
e 0 a 40 cm para o TC10, a macroporosidade atingiu valores inferiores a 10 % (Tabela 21).
Este é o valor mínimo aceitável para a macroporosidade, que é responsável pela percolação de
água, aeração e difusividade dos gases no solo (Vomocil & Flocker, 1966; Grable & Siemer,
1968; Kiehl, 1979b; Argenton et al., 2005) e que pode limitar o crescimento radicular
(Tormena et al., 1998a).
Outra importante implicação dessa baixa macroporosidade, e conseqüente diminuição
das taxas de infiltração de água no solo, é a possibilidade de se intensificar o escoamento
superficial nesses solos, que já apresentam baixa agregação e coesão entre partículas
35
Macroporosidade, %
30
Macroporosidade = 35,99 - 0,92 Microporosidade
r2 = -0,78***
25
20
15
10
5
0
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
36
38
Microporosidade, %
Figura 17. Relação entre macroporosidade e microporosidade de um Neossolo Quartzarênico
amostragem (n = 96). *** - p < 0,001.
125
(Ker et al., 1992). Nessa situação, o processo erosivo pode se intensificar (Oliveira et al.,
1999), mesmo com declives muito baixos, como no caso dos RQ em estudo.
A proporção ideal da distribuição de poros por tamanho, segundo Kiehl (1979b) é de
2:1 (micro/macroporo), garantindo suficiente aeração, permeabilidade e capacidade de
retenção de água. A partir do TC1, são verificados valores superiores a esta relação, com
diferença estatística em algumas camadas em relação ao Cerrado, indicando a predominância
de microporos com o tempo de cultivo (Oliveira et al., 2004) (Tabela 21). O aumento da
microporosidade no TC1, de 0 a 10 cm, pode ter sido ocasionado pela maior movimentação
de maquinário no preparo inicial do solo, com a utilização de grades e tratores que aumentam
a compactação (Tormena & Roloff, 1996).
O plantio nestas áreas ocorre quando o teor de água é alto, em pleno período chuvoso
(novembro), o que pode causar maior compactação e com isto aumento na densidade do solo
e microporosidade, devido à movimentação de maquinário (Taylor & Beltrame, 1980; Jorge,
1983).
A porosidade total diminuiu, com a elevação da densidade do solo, fato este
comprovado pela regressão linear observada (r2 = -0,69***) (Figura 18).
Amado et al. (2001), analisando um RQ do sul do Brasil, com 40 g kg-1 de argila, em
campo nativo, obtiveram para densidade do solo, macroporosidade, microporosidade e
porosidade total, respectivamente, 1,49 kg dm-3; 26 %; 17 % e 43 % para a profundidade de 0
a 13 cm. Os resultados aqui observados no Cerrado, para a camada entre 0 e 10 cm e argila de
52,44 g kg-1, são semelhantes aos obtidos por estes autores (Tabela 18), indicando a
50
Porosidade total = 85,56 - 31,04 Densidade do solo
r2= -0,69***
48
Porosidade total, %
46
44
42
40
38
36
34
32
30
1,30
1,35
1,40
1,45
1,50
1,55
1,60
1,65
1,70
-3
Densidade do solo, kg dm
Figura 18. Relação entre porosidade total e densidade do solo de um Neossolo Quartzarênico
amostragem (n = 96). *** - p < 0,001.
126
semelhança no comportamento natural desses solos em diferentes regiões do país.
4.6. Resistência do solo à penetração e umidade gravimétrica do solo
Na Tabela 22 são apresentados os resultados obtidos da resistência do solo à
penetração ou índice de cone (RP) e os valores de umidade gravimétrica por ocasião de sua
determinação. Os valores da RP encontrados neste estudo situam-se dentro da faixa de 0,89 a
2,03 MPa.
Sene et al. (1985) consideram que a RP pode ser restritiva ao crescimento radicular
quando atinge valores que variam de 6,0 a 7,0 MPa para solos arenosos. Verifica-se que os
valores observados neste trabalho não alcançam estes valores impeditivos (Tabela 22). Souza
et al. (2005) encontraram, para um RQ com 40 g kg-1 de argila e 93 g kg-1 de umidade
gravimétrica, na camada de 0 a 50 cm, valores de RP menores do que 1,50 Mpa, que
possibilitaram o desenvolvimento superficial do sistema radicular nas várias épocas avaliadas.
Resultados próximos aos observados para as condições aqui encontradas.
Os diferentes tempos de cultivo influenciaram a RP de forma mais acentuada, abaixo
da camada de 0 a 25 cm e, principalmente, a partir do TC2, atingindo os maiores valores no
TC8 e TC10 (Tabela 22). O TC10 foi a única área que apresentou diferença significativa no
índice de cone em todas as camadas amostradas em relação ao Cerrado, sendo que, neste
último, as profundidades não diferiram estatisticamente entre si. Este aumento da RP nestes
tratamentos pode ser atribuído à tendência geral de aumento do índice de cone com o tempo
(Tormena & Roloff, 1996), resultante das modificações impostas ao solo pela compactação
Tabela 22. Índices de cone, em três profundidades, e umidade gravimétrica, em quatro
profundidades, de um Neossolo Quartzarênico sob diferentes tempos de cultivo
de soja e milheto
Tempo de cultivo
TC2
TC6
TC8
TC10
Índice de cone, Mpa
0-25
0,89 B
a 0,93 B
b
1,09 AB b 1,01 AB c
1,09 AB c
1,21 A
c
26-35
0,97 C
a 1,10 BC ab 1,34 B
a 1,34 B
b
1,64 A
b
1,69 A
b
36-45
1,03 D
a 1,24 CD a
1,49 BC a 1,58 B
a
2,03 A
a
1,97 A
a
Umidade gravimétrica do solo, g kg-1
0-5
73,32 BC a 102,36 A
a 75,53 B
a 78,99 B
a 59,76 C
a 75,86 B
a
5-10
65,51 BC a 102,52 A
a 73,11 B
a 74,29 B
ab 51,10 C
ab 74,34 B
a
10-20 65,46 B
a 81,29 A
b 72,67 AB a 69,63 AB ab 45,93 C
b 60,48 BC b
20-40 65,87 B
a 88,64 A
b 73,95 B
a 62,63 B
b 20,21 D
c 37,36 C
c
estatisticamente entre si pelo teste Tukey a 5 % de probabilidade TC1, TC2, TC6, TC8 e TC10 – áreas com 1, 2,
Prof.
cm
Cerrado
TC1
127
causada pelo tráfego de máquinas e por fatores climáticos em área de sequeiro (Tormena,
1991).
Os baixos valores de RP observados, principalmente nos primeiros 25 cm (Tabela 22),
onde se concentra a maior parte do sistema radicular, facilitam a absorção de água e nutrientes
pelas culturas (Soil Survey Staff, 1993).
O modelo não-linear, RP = 1,01 * densidade do solo2,53 * Umidade-0,43 (r2 = 0,58***), foi
o que melhor se adequou aos dados obtidos (Figura 19). Todos os coeficientes do ajuste foram
estatisticamente significativos (p < 0,05). A RP é positivamente correlacionada com a
densidade do solo e, negativamente, com a umidade, semelhante aos resultados obtidos por
Silva et al. (1994a), Tormena et al. (1998b), Imhoff et al. (2001) e Araujo et al. (2004).
Por este modelo, os valores de RP atingem maiores níveis somente para conteúdos de
água muito baixos e em valores de Ds elevados (Figura 19), semelhante aos resultados obtidos
por Araújo et al. (2004). O aumento dos valores de RP com o decréscimo da umidade
gravimétrica pode estar associado com a maior coesão entre as partículas minerais (Kay &
Angers, 1999) e com o aumento do atrito destas partículas do solo.
Os resultados apresentados indicam ser o índice de cone um parâmetro recomendável
para avaliação da compactação do solo em função dos tempos de cultivo, e intensidade de
RP = 1,01 DS2,53 UG-0,43
0,8
r2 = 0,58***
0,6
RP
MPa
0,4
0,2
110
1,62
90
UG
g k g -1
70
1,46
50
30
1,38
1,42
1,50
1,54
1,58
DS
kg dm-3
Figura 19. Relação entre a resistência do solo à penetração (RP), densidade do solo (DS) e
umidade gravimétrica (UG) em um Neossolo Quartzarênico sob diferentes tempos
de cultivo de soja e milheto, em três profundidades de amostragem (n=96). *** - p
< 0,001.
128
tráfego, desde que suas determinações sejam realizadas com o solo dentro de uma mesma
faixa de umidade, aumentando, desta forma, a sensibilidade das avaliações (Assis, 2002). As
equações de regressão linear entre RP com macroporosidade (r2 = 0,55***) e microporosidade
(r2 = 0,53***) indicam que esta variável foi indicadora das modificações nos atributos físicos
do solo (Figura 20). Este gráfico demonstra também que o aumento da RP é responsável pela
alteração na relação entre macro e microporos.
5. CONCLUSÕES
O manejo adotado neste Neossolo Quartzarênico não causou diferenciação na
porosidade total, porém, elevou a microporosidade e a resistência do solo à penetração e
diminuiu a macroporosidade, quando comparado com o Cerrado nativo.
A densidade do solo e a resistência do solo à penetração não atingiu os limites críticos
estabelecidos para solos arenosos, enquanto os limites críticos para macroporosidade foram
atingidos.
A resistência do solo à penetração foi influenciada positivamente pela densidade do
solo e negativamente pela umidade gravimétrica do solo.
Não houve relação entre o carbono orgânico total e as frações argila e argila + silte.
Os atributos físicos avaliados demonstraram a manutenção da qualidade do solo.
Mi = 21,49 + 42,84 log10(RP)
r2 = 0,53***
35
30
Ma e Mi, %
25
20
15
Ma = 17,02 - 46,71 log10(RP)
r2 = 0,55***
10
5
0
0,9
1,0
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
1,9
RP, MPa
Figura 20. Relação entre a resistência do solo à penetração (RP) e as variáveis
macroporosidade (Ma) e microporosidade (Mi) de um Neossolo Quartzarênico
sob diferentes tempos de cultivo de soja e milheto, em três profundidades de
amostragem (n = 96). *** - p < 0,001.
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CONSIDERAÇÕES FINAIS
Apesar da variabilidade química e física das áreas amostradas, a análise estatística dos
dados possibilitou algumas inferências sobre as alterações do tempo de manejo nas
propriedades química, física e biológica do Neossolo Quartzarênico estudado.
Devido à estabilidade da produção de soja, em condições ideais de clima, e de acordo
com os atributos de solo analisados, o cultivo dessas áreas tem se mantido sustentável pelas
análises das características do solo, apesar de não ter sido feita análise econômica.
Os atributos utilizados podem ser recomendados, em estudos futuros, para verificar a
sustentabilidade agrícola de outros solos arenosos. As análises realizadas podem auxiliar na
definição de intervalos críticos de avaliação para qualidade deste solo, já que existem poucos
trabalhos para solos arenosos em uso agrícola na região dos Cerrados.
O carbono orgânico total do solo, carbono das frações húmicas e carbono da matéria
orgânica leve foram diretamente proporcionais à CTC pH 7,0. Portanto, a perda de matéria
orgânica tem grande efeito sobre a CTC, enfatizando a importância do manejo e conservação
da matéria orgânica nestes ecossistemas, especialmente por estarem contidos em Neossolos
Quartzarênicos. Como o carbono orgânico total não se correlaciona com a argila e nem com
argila+silte, isso demonstra que a textura teve pouca influência na manutenção da matéria
orgânica.
A recente adoção do sistema plantio direto nessas áreas, provavelmente, irá aumentar o
estoque de carbono, o qual poderá se beneficiar do uso da rotação de culturas e da inclusão de
plantas de cobertura com maiores relações C/N, que trará maior aporte de C ao sistema. Isto é
necessário porque os valores absolutos de carbono orgânico total nesses solos são muito
baixos, mesmo em condições naturais. Assim, avaliações futuras serão necessárias para
verificar esses benefícios, sendo preciso também a realização de pesquisas com períodos de
cultivo superiores aos analisados.
Futuramente, seria ideal realizar a avaliação da composição isotópica do carbono desse
solo para verificar qual parte do mesmo é remanescente do Cerrado e qual proporção foi
introduzida pelo cultivo das culturas, elucidando, assim, o real benefício do seu uso agrícola.
Em trabalhos futuros, seria necessário verificar até que ponto a CTC pH 7,0 encontrada
para esse solo é verdadeira, uma vez que após a adição de grandes quantidades de calcário,
em parte com baixa PRNT, fornece ao solo grande quantidade de fragmentos de carbonato.
Isso pode ser realizado através das determinações das quantidades de carbonato para esse
solo.
143
Os resultados indicaram que pode estar ocorrendo a perda de potássio e da fração ácido
fúlvico, em subsuperfície. Como são solúveis no perfil do solo, é de grande importância
maiores estudos para comprovar se estão causando a contaminação do lençol freático, já que
essas áreas estão localizadas sob o Aqüífero Guarani. A perda seletiva de ácido fúlvico, fração
mais solúvel da matéria orgânica, pode estar acompanhada da perda de outros compostos
orgânicos de baixo peso molecular como herbicidas e inseticidas, devendo ser melhor
investigada a perda destes xenobióticos em experimentos futuros.
Mesmo com os baixos teores de argila observados, a análise da argila dispersa em água
e da relação EA/CH indicaram um início de podzolização desse solo.
A produtividade agrícola nesse solo é mantida com o uso de altas doses de insumos,
que oneram o custo de produção. Apesar disso, a produção dessas áreas é voltada,
prioritariamente, para a venda de sementes de soja e milheto, que possuem maior valor
agregado. Assim, seria necessário uma análise dos seus custos de produção, para verificar a
viabilidade econômica desta exploração. Além disso, é preciso a extrapolação de custos para
áreas produtivas que são voltadas, exclusivamente, para a produção de grãos, pois é a situação
mais comum na exploração agrícola desses solos.
Recomenda-se, ainda, como oportunidade ímpar, para uma pesquisa mais detalhada em
plantio direto no Cerrado para Neossolo Quartzarênico, dar continuidade a este trabalho,
através de maiores estudos da dinâmica desses atributos. Esta propriedade apresenta
características desejáveis para isto e são poucas as áreas com mais de dez anos de cultivo
agrícola nesse tipo de solo na região do Cerrado.
144

caracterização de atributos químicos e físicos de um neossolo

Transcrição

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